Способ изготовления изделий, имеющих форму тел вращения

 

Использование: изобретение относится к технологическим процессам изготовления изделий из композиционных материалов. Существо изобретения: перед намоткой на оправку изделия в месте размещения люка устанавливают металлический вкладыш с профилем, эквидистантным профилю оболочки детали, имеющим отверстие для люка со ступенчатым продольным и кольцевым пазами. При намотке жгуты ребра пропускают через ступенчатый паз и после его сформирования вводят между жгутами в расширяющихся частях паза распорные элементы. При намотке оболочки вдавливают жгуты в кольцевой паз вкладыша, а после термообработки удаляют жгуты, расположенные в области отверстия вкладыша. Использование способа позволит повысить надежность работы конструкции детали, уменьшить ее массу, снизить трудоемкость изготовления. 5 ил.

Изобретение относится к технологическим процессам изготовления изделий из композиционных материалов, в частности, хвостовой балки вертолета.

Эффективность применения волокнистых композиционных материалов в конструкции определяется не только правильностью выбора состава материала, но и технологией изготовления деталей, которая определяет стабильность состава, структуры и упруго-прочностных характеристик материала.

Для получения требуемой ориентации волокнистого наполнителя в деталях, имеющих форму тел вращения, применяется как правило, метод намотки.

При необходимости выполнения в оболочке деталей люков, окон и др. отверстий в процессе изготовления возникает ряд проблем, связанных с обеспечением прочностных характеристик деталей в зоне расположения этих отверстий.

Известен способ изготовления цистерн, включающий намотку на оправку пропитанных связующим нитей с выполнением отверстий для люков. При этом отверстия усиливаются окантовкой, которая может выполняться путем замотки в стенку специальной арматуры. (1).

В известном способе при вырезании отверстий перерезаются непрерывные волокна, уложенные на формообразующую поверхность намоткой, что снижает прочностные характеристики изделия.

Известен способ изготовления изделий, имеющий форму тел вращения, включающий намотку на оправку пропитанных связующим жгутов, формование силовых ребер и отверстий для люков, термообработку и съем готового изделия (2).

В указанном способе также при вырезании окон люков перерезают непрерывные волокна и тем самым снижают прочностные показатели изделий.

Для повышения прочности и упрощения технологии изготовления изделий в способе изготовления изделий, имеющих форму тел вращения, включаем намотку на оправку пропитанных связующим жгутом, формование силовых ребер и отверстий для люков, термообработку и съем готового изделия, согласно изобретению, перед намоткой изделия на оправку в месте расположения люка устанавливают металлический вкладыш с профилем, эквидистантным профилю обечайки изделия и имеющим отверстие для люка с кольцевым пазом переменного сечения по его периметру и диаметрально расположенным от отверстия продольными пазами перемещенного сечения, затем осуществляют намотку силового ребра в продольные пазы переменного сечения с последующей фиксацией жгутов в расширяющихся частях паза посредством распорных элементов, удаляют часть ребра в области отверстия люка, наматывают на оправку оболочку, послойно вдавливая жгуты в кольцевой паз вкладыша, а после термообработки удаляют часть оболочки в области отверстия вкладыша.

Существо способа сводится к следующему и поясняется на чертежах, где на фиг. 1-5 показаны стадии формования отверстия люка в корпусе изделия.

Во вкладыше 1 в пазах наматывают ребра жесткости 2 с помощью точечного раскладчика. Спиральный паз, выполненный в оправке (не показано) в зоне расположения вкладыша 1 плавно переходит в паз, выполненный непосредственно в этом вкладыше, поэтому при намотке жгуты, образующие ребро, пропускают через предназначенный для них паз вкладыша (фиг. 1), не изменяя траектории движения раскладчика. Расширения части паза расположены в непосредственной близости кольцевой канавки, окаймляющей отверстие люка. После намотки ребра вводят распорные элементы 3, расклинивая его посередине в расширенных частях паза (фиг. 2). Эти элементы являются частью изделия и после термообработки не извлекаются, что обеспечивают прочность узла защемления ребра. После защемления ребра его часть, находящуюся внутри отверстия люка, вырезают. Затем наматывают на внешнюю поверхность вкладыша 1 оболочку 4 (фиг. 3). При этом укладка жгутов в кольцевую канавку, окаймляющую люк, осуществляется по мере намотки оболочки путем периодического вдавливания жгутов с помощью приспособления 5 с рабочей поверхностью, обладающей антиадгезионными свойствами. После окончания намотки вместо приспособления 5 устанавливают зажим 6. Сборку термообрабатывают под давлением матрицы 7. После чего открывают отверстие люка в корпусе. Вкладыш может быть выполнен из легкого металла, например, алюминиевого сплава, что снижает вес изделия.

Данный способ повышает прочность изделия в области отверстия люка и упрощает технологию его изготовления.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий, имеющих форму тел вращения, включающий намотку на оправку пропитанных связующим жгутов, формование силовых ребер и отверстий для люков, термообработку и съем готового изделия, отличающийся тем, что перед намоткой изделия на оправку в месте расположения люка устанавливают металлический вкладыш с профилем, эквидистантным профилю обечайки изделия и имеющим отверстие для люка с кольцевым пазом переменного сечения по его периметру и диаметрально расположенными от отверстия продольными пазами переменного сечения, затем осуществляют намотку силового ребра в продольные пазы переменного сечения с последующей фиксацией жгутов в расширяющихся частях паза посредством распорных элементов, удаляют часть ребра в области отверстия люка, наматывают на оправку оболочку, послойно вдавливая жгуты в кольцевой паз вкладыша, а после термообработки удаляют часть оболочки в области отверстия вкладыша.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5