Способ изготовления складчатой конструкции и устройство для биговки листового материала

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. С двух сторон на листовую заготовку наносят разметки бороздками и осуществляют последующую ее гибку по бороздкам до образования зигзагообразных гофров объемной рельефной конструкции. Разметку по зигзагообразным линиям складчатой структуры выполняют, по меньшей мере, тремя рядами параллельных бороздок, создающими между ними складки треугольного профиля с высотой не менее толщины клеевого слоя соединения заполнителя с обшивками многослойной панели. При этом пуансоны, образующие биги по зигзагообразным линиям разметки, выполнены в виде пластин с треугольным профилем и высота их профиля не менее толщины клеевого соединения заполнителя с обшивками многослойной панели. Повышается прочность соединения обшивок с заполнителем многослойной панели. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к технологии гибки листового материала и может быть использовано для изготовления легких гофрированных заполнителей многослойных панелей летательных аппаратов и других строительных конструкций.

Уровень техники

Известен способ изготовления складчатой конструкции, включающий гибку листовой заготовки до образования гофров, на которой выполняют биговкой бороздки шириной, равной не менее толщины листа, глубиной и профилем, допускающими последующее изгибание листовой заготовки по линиям сгиба с образованием заданного контура вершин выступов зигзагообразных гофров складчатой конструкции (патент на изобретение РФ №2238845 С1. Способ изготовления складчатой конструкции.- МПК⁷ В29С 53/24, 53/06, 59/02. Бюл.30, 27.10.2004).

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает при определенных нагрузках, например, на отрыв обшивки, достаточной прочности соединения заполнителя с обшивками.

Известен способ гофрирования листового материала, по которому на обеих сторонах листовой заготовки по линиям впадин выполняют биговку до придания заготовке рельефности с двугранными углами по линиям сгиба, обеспечивающими деформирование заготовки по бигам и формирование зигзагообразных гофров при последующем сжатии рельефной заготовки с боковых ее сторон до смыкания граней зигзагообразных гофров, после чего сложенную конструкцию растягивают в обратном сжатию направлении до получения заданной высоты заполнителя (патент на изобретение РФ №2241562 С1. Способ гофрирования листового материала. МПК⁷ B21D 13/08. Бюл.34, 10.12.2004).

Недостатком данного способа является также недостаточная прочность соединения заполнителя с обшивками.

Известен способ изготовления зигзагообразного заполнителя многослойных панелей, имеющего чередующиеся выступы и впадины, на вершинах которых выполняют канавки треугольной формы, проходящие вдоль каждой вершины выступа заполнителя с последующим заполнением канавок композиционным материалом, обладающим адгезионным свойством (Авторское свидетельство СССР №1646196 А1. Многослойная панель. МКИ₆ В64С 3/26. Бюл. №36, 27.12.1996). Данный способ принят за прототип.

Недостатком известного прототипа является низкая точность формообразования по высоте заполнителя и высокая трудоемкость изготовления по причине высокой доли ручных операций.

Известно устройство для гофрирования листового материала, содержащее установленный на основании корпус, выполненный из подвижной верхней части и стационарной нижней, механизм подъема верхней части, размещенные внутри корпуса системы верхних и нижних пуансонов, каждая из которых выполнена из одинаковых плоских формующих элементов в виде параллелограммов, шарнирно соединенных один с другим по их сторонам, газонепроницаемую ткань, а также механизм фиксации систем пуансонов и привод системы пуансонов, выполненный в виде двух герметичных камер с возможностью подачи в них избыточного давления, каждая из которых образована соответствующей системой верхних и нижних пуансонов, соединенной газонепроницаемой эластичной тканью по периметру с соответствующей частью корпуса, а зоной формообразования является полость между системами пуансонов, связанная с атмосферой (патент №2205084 RU, МПК⁷ B21D 13/02. Устройство для гофрирования листового материала. Опубл. 27.05.2003).

Недостатками данного устройства и способа его работы являются сложность конструкции, большое количество подвижных сочленений, требующих высокой точности их изготовления, и низкое качество формообразуемых деталей из материалов, имеющих повышенные упругие характеристики при изгибе, например, таких как полимерная бумага Мотех. Неполное смыкание элементов формозадающих пуансонов приводит к недостаточному изгибу по ребрам детали и, соответственно, к появлению пружинения в зонах изгиба, которое искажает потребную рельефность детали. А основным недостатком является то, что невозможно создать на заготовке ряд параллельных линий гиба с небольшим шагом между ними.

Известно устройство для биговки листового материала, содержащее систему пуансонов и матриц, приводы их перемещения и механизм перемещения листового материала (патент на изобретение РФ №2284238. Устройство для биговки листового материала. МПК⁷ B21D 13/10. Бюл. 27, 27.09.2006).

Недостатком данного устройства является низкая точность поперечной биговки при коротких шагах подачи, обусловленная тем, что подача листовой заготовки осуществляется толканием, что снижает точность расположения бигов, а следовательно, и точность геометрических параметров рельефа складчатой конструкции.

Раскрытие изобретения

Общая техническая задача заявленной группы изобретений - повышение прочности соединения между заполнителем и обшивками многослойной панели.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении первого объекта заявленной группы изобретений, является повышение механических характеристик многослойной панели с заполнителем складчатой конструкции, таких как прочность на сдвиг, изгиб и отрыв обшивки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем нанесение с двух сторон на листовую заготовку разметки бороздками и последующую ее гибку по бороздкам до образования зигзагообразных гофров объемной рельефной конструкции, согласно изобретению по зигзагообразным линиям складчатой структуры выполняют разметку, по меньшей мере, тремя рядами параллельных бороздок, создающими между ними складки треугольного профиля с высотой их не менее толщины клеевого слоя соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении второго объекта заявленной группы изобретений, является расширение технологических возможностей оборудования, а также повышение качества получения складчатого заполнителя.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для биговки листового материала, содержащем систему пуансонов и матриц, приводы их перемещения, механизм перемещения листового материала, согласно изобретению, пуансоны, образующие биги по зигзагообразным линиям разметки, выполнены в виде пластин с треугольным профилем, причем высота профиля пуансона не менее толщины клеевого соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных 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».

Поскольку и способ изготовления складчатой конструкции, и устройство для биговки листового материала предназначены для изготовления заполнителя панелей со складчатой структурой гофров, то есть решают одну и ту же задачу, то в данной заявке на выдачу патента соблюдено условие единства изобретения.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана листовая заготовка с воображаемой разметкой заполнителя, на фиг.2 показан общий вид многослойной панели с заполнителем складчатой структуры, на фиг.3 - увеличенный фрагмент заполнителя складчатой структуры, на фиг.4 - сечение Б-Б по фиг.3, на фиг.5 - пуансон устройства, на фиг.6 - увеличенный фрагмент сечения В-В по фиг.5.

На фиг.1-5 обозначены следующие позиции: 1 - листовая заготовка заполнителя, 2 - пилообразные линии сгиба, 3 - зигзагообразные линии сгиба, 4 - складки треугольного профиля, 5 - пуансон, 6 - матрица.

Осуществление изобретения

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

На листовой заготовке 1 в соответствии с конструктивными параметрами заполнителя складчатой конструкции по линиям сгиба выступов и впадин выполняют бороздки. При этом по пилообразным линиям сгиба 2 выполняют одну бороздку, а по зигзагообразным линиям сгиба 3, по меньшей мере, три ряда бороздок, между которыми при последующей гибке листовой заготовки до образования зигзагообразных гофров объемной рельефной конструкции образуются складки 4 треугольного профиля с высотой их не менее толщины клеевого слоя соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.

Устройство для биговки листового материала, реализующее операцию гибки-биговки, содержит систему пуансонов 5 и матриц 6, приводы их перемещения и механизм перемещения листового материала. Система матриц, приводы их перемещения и механизм перемещения листового материала в поясняющих чертежах не представлены, так как идентичны с прототипом. Пуансоны, образующие биги по зигзагообразным линиям разметки, выполнены в виде пластин с треугольным профилем, причем высота профиля пуансона 5 не менее толщины клеевого соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.

Устройство, реализующее заявляемый способ изготовления складчатой конструкции, работает следующим образом.

Листовая заготовка 1 с помощью механизма перемещения листового материала подается в систему пуансонов 5 и матриц 6, которые смыкаются от приводов их перемещения и образуют на поверхности листовой заготовки бороздки по пилообразным и зигзагообразным линиям.

Далее листовую заготовку 1 с нанесенными на нее бороздками по пилообразным 2 и зигзагообразным 3 линиям передают на следующую операцию, где ее изгибают по нанесенным бороздкам с получением объемной складчатой конструкции со складками 4 по зигзагообразным линиям выступов и впадин.

Промышленная применимость

Предлагаемое изобретение может быть использовано для получения гофрированного складчатого заполнителя, применяемого в производстве многослойных панелей летательных аппаратов и судов.

1. Способ изготовления складчатой конструкции заполнителя многослойной панели, включающий нанесение биговкой с двух сторон на листовую заготовку разметки бороздками по зигзагообразным и пилообразным линиям сгиба складчатой структуры и последующую ее гибку по ним до образования зигзагообразных гофров объемной рельефной конструкции, отличающийся тем, что при нанесении разметки по зигзагообразным линиям сгиба складчатой структуры выполняют, по меньшей мере, три ряда параллельных бороздок, служащих для образования между ними при последующей гибке складок треугольного профиля с высотой не менее толщины клеевого слоя, используемого для соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.

2. Устройство для биговки листового материала, содержащее систему пуансонов и матриц, приводы их перемещения, механизм перемещения листового материала, отличающееся тем, что пуансоны, образующие бороздки по зигзагообразным линиям разметки, выполнены в виде пластин с треугольным профилем, высотой не менее толщины клеевого соединения заполнителя с обшивками многослойной панели.