Способ изготовления шевронного заполнителя с площадками контакта

Изобретение относится к технологиям производства легких объемных заполнителей из листовых материалов и может быть использовано в производстве многослойных панелей, применяемых в летательных аппаратах, строительстве и других отраслях промышленности. Листовую заготовку размечают линиями сгиба, образующими чередующиеся пары зигзагообразных полос с расчетным значением разности размеров по ширине полос в каждой паре, представляющих собой совокупности участков в форме параллелограммов. Трансформируют заготовку в рельефное состояние и сжимают до предельного состояния, определяемого полным взаимным контактом граней гофров, с образованием блока заполнителя с клиновидными выступами в узловых зонах. Далее обжимают блок заполнителя по высоте с получением за счет смятия выступов и образования таким образом на их месте плоских двухсторонних складок - площадок переменной ширины по длине стыка зигзагообразных полос в пределах каждой грани. После чего блок заполнителя растягивают до заданного состояния, определяемого номинальным значением высоты блока, а высота клиновидных выступов определяется величиной разности размеров по ширине зигзагообразных полос, назначаемой из условия получения потребной площади площадки контакта. Повышается прочность и надежность многослойной панели и улучшаются ее удельные массовые характеристики. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к технологиям производства легких объемных заполнителей из листовых материалов и может быть использовано в производстве многослойных панелей, применяемых в летательных аппаратах, строительстве и других отраслях промышленности.

Прочность многослойных панелей существенно зависит от площади соединения заполнителя с обшивками, и естественным является поиск способов повышения площади контактных поверхностей заполнителя и обшивок многослойных панелей.

Уровень техники

Известен способ изготовления складчатого заполнителя из слоистого композиционного материала. Способ состоит в том, что формируют складчатую конструкцию из слоистого композиционного материала (стеклопластик, органопластик и т.п.). Канавки по зигзагообразным линиям выступов и впадин заполняют на небольшую высоту смесью рубленого стекловолокна или стекломикросферы со связующим и после отверждения связующего гребни сошлифовывают и в результате этого по линиям выступов и впадин образуются плоские площадки (Халиулин В.И. Технологические схемы изготовления многослойных конструкций. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999, 168 с. ISBN 5-7579-0295-7, с.99).

Недостатком известного способа является то, что данный способ изготовления заполнителя значительно ухудшает весовые характеристики многослойной панели и нарушает сплошность материала заполнителя. Также увеличивается трудоемкость изготовления за счет ручного труда по нанесению в канавки компаунда и его механической обработки.

Известен способ изготовления складчатого заполнителя, заключающийся в том, что при определенных параметрах разметки по гребням линий выступов и впадин выполняют канавки треугольной формы, заполняют их композицией на основе микросферы и получают плоские площадки под склейку с обшивкой (а.с. №1646196 СССР, МКИ6: B29D 9/00. Многослойная панель / В.И.Халиулин, В.Е.Десятов. №4708093; Заявл. 19.06.89; Опубл. 21.08.91, Бюл. №31).

Недостатками данного способа являются избыточность веса панели и высокая трудоемкость заполнения канавок заполнителя каким-либо компаундом и обеспечение общей плоскости контакта с обшивкой.

В качестве прототипа выбран способ изготовления шевронного заполнителя многослойных панелей, имеющего площадки контакта с плоскими слоями панели (Халиулин В.И. Технологические схемы изготовления многослойных конструкций. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999, 168 с. ISBN 5-7579-0295-7, с.100, рис.6.8, б).

Способ включает разметку на плоской заготовке линий сгиба, последующие гибку и складывание заготовки с одновременным образованием при этом шевронных гофров с боковыми гранями в форме параллелограммов, а также образование сложных плоских складок по вершинам и впадинам гофров за счет наложения друг на друга дополнительных наружных и внутренних параллелограммных элементов, заполнение складок клеящим материалом и их фиксацию.

Недостатком данного способа является потребность в сложной оснастке для изгибания и складывания листа заготовки с множеством мелких фрагментов - граней конструкции заполнителя, а также существенные трудности с нанесением клеящего материала и фиксацией складок. Последние операции требуют также сложной дополнительной оснастки. В силу отмеченного, данный способ применим только для изготовления заполнителей с относительно большими размерами его структурных элементов.

Кроме того, из-за технологических трудностей формообразования, плоскую складку приходится выполнять большей площади, чем необходимо для обеспечения требуемой прочности соединения заполнителя с плоскими слоями панели. При этом соответственно увеличивается масса заполнителя и наносимого клеящего материала, что снижает удельные массовые характеристики панели в целом. Последнее особенно важно в производстве многослойных панелей для летательных аппаратов.

Раскрытие изобретения

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности и надежности многослойной панели и улучшение ее удельных массовых характеристик.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является расширение номенклатуры размеров шевронных заполнителей с площадками контакта, снижение трудоемкости их изготовления и улучшение удельных массовых характеристик панелей за счет применения новых технологических приемов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления шевронного заполнителя многослойных панелей с площадками контакта, включающем разметку линий сгиба на плоской заготовке, образование блока заполнителя с шевронными гофрами с боковыми гранями в форме параллелограммов и площадками контакта по вершинам и впадинам гофров, согласно предложенному техническому решению разметку линий сгиба осуществляют по зигзагообразным линиям с образованием чередующихся пар зигзагообразных полос с расчетным значением разности размеров по их ширине в каждой паре в виде совокупности участков в форме параллелограммов, блок заполнителя с шевронными гофрами с боковыми гранями в форме параллелограммов получают сжатием заготовки с боковых сторон с образованием складчатой структуры ступенчатой формы с клиновидными выступами в узловых зонах зигзагообразных линий выступов и впадин, при этом упомянутое сжатие осуществляют до предельного состояния, определяемого полным взаимным контактом граней гофров с обшивками блока, площадки контакта получают обжимом блока по высоте путем смятия клиновидных выступов с получением плоских площадок переменной ширины по длине стыка зигзагообразных полос в пределах каждой грани, после чего блок заполнителя растягивают до заданного состояния, определяемого номинальным значением высоты блока, при этом клиновидные выступы выполняют высотой, равной разности размеров по ширине зигзагообразных полос, назначаемой из условия получения потребной площади площадки контакта.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Краткое описание чертежей.

Сущность нового способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показана развертка заполнителя, на фиг.2 - промежуточное состояние блока заполнителя (вид сбоку) с точечным контактом узловых зон зигзагообразных линий выступов заполнителя с обшивками, на фиг.3 - общий вид многослойной панели, на фиг.4 - фрагмент складчатого заполнителя с плоскими площадками контакта переменной ширины, на фиг.5 - сечение В-В по фиг.2.

На фиг.1-5 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - зигзагообразная линия изгиба, 2, 3 - зигзагообразные полосы разной ширины, 4 - блок заполнителя в промежуточном состоянии, 5 - плоские площадки контакта переменной ширины.

Осуществление изобретения

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

На листовой заготовке размечают линии изгиба 1, образующие зигзагообразные полосы 2 и 3 разной ширины. Величина разности значений ширины полос определяет высоту уступа узловой зоны от номинальной высоты заполнителя, которая в свою очередь определяет потребный размер площади контакта. Далее трансформируют заготовку в рельефное состояние, в котором она принимает вид блока 4 складчатой структуры ступенчатой формы с клиновыми выступами в узловых зонах зигзагообразных линий выступов и впадин заполнителя. Сжимание блока заполнителя с боковых сторон продолжают до достижения им предельно сжатого состояния, определяемого полным взаимным контактом граней. После этого блок обжимают по высоте до получения плоских площадок контакта 5 переменной ширины по всей длине стыка каждой пары полос. Полученный блок растягивают до заданного состояния, определяемого номинальным значением высоты блока.

Промышленная применимость

Использование данного изобретения позволит получать шевронный заполнитель с увеличенной площадью контакта с обшивками многослойной панели, что повысит ее эксплуатационные характеристики, например, прочность на сдвиг, изгиб и отрыв обшивки.

1. Способ изготовления шевронного заполнителя многослойных панелей с площадками контакта, включающий разметку линий сгиба на плоской заготовке, образование блока заполнителя с шевронными гофрами с боковыми гранями в форме параллелограммов и площадками контакта по вершинам и впадинам гофров, отличающийся тем, что разметку линий сгиба осуществляют по зигзагообразным линиям с образованием чередующихся пар зигзагообразных полос с расчетным значением разности размеров по их ширине в каждой паре в виде совокупности участков в форме параллелограммов, блок заполнителя с шевронными гофрами с боковыми гранями в форме параллелограммов получают сжатием заготовки с боковых сторон с образованием складчатой структуры ступенчатой формы с клиновидными выступами в узловых зонах зигзагообразных линий выступов и впадин, при этом упомянутое сжатие осуществляют до предельного состояния, определяемого полным взаимным контактом граней гофров с обшивками блока, площадки контакта получают обжимом блока по высоте путем смятия клиновидных выступов в виде плоских площадок переменной ширины по длине стыка зигзагообразных полос в пределах каждой грани, после чего блок заполнителя растягивают до заданного состояния, определяемого номинальным значением высоты блока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что клиновидные выступы выполняют высотой, равной величине разности размеров по ширине зигзагообразных полос, назначаемой из условия получения потребной площади площадки контакта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения гофрированных изделий из листа. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением. .

Изобретение относится к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки и может быть использовано при производстве легкого заполнителя для многослойных панелей, элементов фильтров и упаковочного материала.

Изобретение относится к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки и может быть использовано в устройствах для изготовления складчатого заполнителя одинарной кривизны, применяемых в производстве панелей криволинейной формы для летательных аппаратов и других транспортных средств.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для гофрирования листового материала. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к листовой штамповке. .

Изобретение относится к профилированию полосы тонколистового металла и может быть использовано для производства кровельного листа. .

Изобретение относится к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства сортовых гнутых профилей проката. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для гофрирования листового рулонного материала методом гибки, и может быть использовано при производстве легкого заполнителя для многослойных панелей, элементов фильтров и упаковочного материала

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к оснастке для гофрирования ленточного материала

Изобретение относится к строительству и используется для изготовления переменно-гофрированных листовых металлических и неметаллических элементов прямолинейного и криволинейного очертания

Изобретение относится к строительству, точнее к кровельному покрытию из тонколистовой стали

Изобретение относится к строительству, точнее к кровельному покрытию из тонколистовой стали

Изобретение относится к строительству, точнее к кровельному покрытию из тонколистовой стали

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу глубокой вытяжки, и к соответствующему устройству для глубокой вытяжки

Изобретение относится к обработке металлов давлением и используется преимущественно в авиастроении для изготовления панелей, применяемых в качестве элемента локального усиления. Штамп выполнен из верхней плиты с закрепленными на ней формообразующим пуансоном и подпружиненным прижимом с плоской рабочей поверхностью. На прижиме установлены регулируемые упоры. Матрица выполнена с двумя ручьями, по форме соответствующими форме готовой детали. С одного торца матрицы установлена направляющая планка. В один из ручьев матрицы, на втором и последующих переходах, поверх листовой заготовки устанавливают калибрующий пуансон. С одной стороны его закрепляют в замок, с другой - посредством быстросъемного фиксатора. Использование изобретения позволяет улучшить качество панелей за счет повышения точности изготавливаемых гофров, увеличить производительность за счет снижения числа вспомогательных ходов штампа, расширить номенклатуру изготавливаемых деталей, изготавливать детали с произвольной формой фланца. 3 ил.

Изобретение относится к области листовой штамповки. Инструмент формования листа для изготовления волнистого листа включает нижний и верхний элементы с передней и задней сторонами. Элементы содержат базовый и пальцеобразный элементы. Первый пальцеобразный элемент образует первый гребень для создания вершины гофра на листе. Второй пальцеобразный элемент образует второй гребень для создания впадины гофра в листе. Первый гребень размещается напротив второго гребня. Первый гребень смещен от второго гребня для взаимодействия первого и второго пальцеобразных элементов в положении взаимодействия. Гребни содержат основной участок и концевой участок. Между первым и соседним вторым пальцеобразными элементами в состоянии взаимодействия предусмотрено пространство. Техническим результатом является ускорение процесса изготовления волнистого листа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для формообразования длинномерных гофрированных изделий из тонкостенного металлического листа. Одна из частей матрицы со стороны подачи заготовки выполнена неподвижной, а вторая - подвижной и подпружиненной. Подвижная часть матрицы имеет калибровочную и рабочую зоны. Калибровочная зона выполнена в виде паза в ее центральной части, а рабочая часть имеет рабочий профиль Г-образной формы и соответствует по геометрии первой половине последующего формуемого гофра. Рабочий торец неподвижной части матрицы выполнен вертикально расположенным. При этом зазор между вертикальной плоскостью неподвижной рабочей части матрицы и вертикальной рабочей плоскостью формирующего пуансона равен толщине исходной заготовки из листа, а усилие подпружинивания подвижной части матрицы определено по указанной в формуле изобретения зависимости. Повышается качество гофрированных изделий. 5 ил.

Изобретение относится к технологиям производства легких объемных заполнителей из листовых материалов и может быть использовано в производстве многослойных панелей, применяемых в летательных аппаратах, строительстве и других отраслях промышленности

Наверх