Способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции

Изобретение относится к области машиностроения и используется при создании конструкций, применяемых в космической и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок, и касается способа изготовления размеростабильной интегральной конструкции. Способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции включает выкладку пакета из слоев композиционного материала, формование выложенного пакета во взаимно перпендикулярных плоскостях давлением в автоклаве на оправках, помещенных во внутренних полостях пакета с образованием внутренних ребер. При этом выкладку пакета из слоев композиционного материала и его формование проводят в две стадии. На первой стадии часть композиционного материала выкладывают на двусоставные металлические оправки, состоящие из верхней и нижней частей, с формированием блоков, которые стыкуют между собой, устанавливая нижними поверхностями двусоставных оправок на монтажное приспособление с возможностью перемещения оправок перпендикулярно плоскостям внутренних ребер. Затем формуют заготовку, извлекают нижние части оправок и проводят механическую обработку заготовки. На второй стадии заготовку устанавливают обработанной поверхностью на монтажное приспособление, наносят на заготовку клеевую пленку и выкладывают остальную часть композиционного материала с образованием фланцев, формуют и извлекают верхние части оправок. Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению: обеспечивает изготовление размеростабильной интегральной конструкции без использования резиновых оболочек и сложных приспособлений для их изготовления, упрощает технологическую оснастку и снижает материалоемкость, а также повышает технологичность процесса изготовления размеростабильной интегральной конструкции. 5 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании конструкций, применяемых в космической и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок, и касается способа изготовления размеростабильной интегральной конструкции.

Известен способ изготовления высокопрочного элемента конструкции из армированного композиционного материала, заключающийся в изготовлении сухих преформ вспомогательных элементов, являющихся ребрами жесткости элемента конструкции, выкладки слоев волокнистого материала, установке вспомогательных элементов в приспособление для пропитки, укладке на образовавшуюся поверхность оставшихся слоев волокнистого материала, формирующих основной элемент, окончательной сборке оставшихся частей зажимного приспособления, пропитке связующим и отверждении композиционного материала с образованием высокопрочного элемента конструкции по патенту US №5981023, МПК B29C 67/14, опубл. 09.11.1999.

Недостатком известного способа является высокая материалоемкость за счет необходимости изготовления большого количества специальных сложных зажимных приспособлений для сборки и формования изделия.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции, заключающийся в формовании пакета композита во взаимно перпендикулярных плоскостях за счет давления в автоклаве и упругой деформации терморасширяющихся оправок, помещенных во внутренних полостях изделия, которое представляет собой оболочку с односторонним подкреплением взаимно перпендикулярных ребер. Обшивка в данном случае формуется избыточным давлением, создаваемым в автоклаве, а ребра обжимаются в процессе формования за счет «стесненного» термического расширения терморасширяющихся оправок, ограниченных по всем торцам формуемого изделия (Е.В. Биткина, А.В. Денисов, В.Е. Биткин. Конструктивно-технологические методы создания размеростабильных космических композитных конструкций интегрального типа. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №4 (2), 2012, с. 555-560).

Недостатком известного способа является низкая технологичность и большая материалоемкость изготовления, требующая изготовления оснастки для формования изделия и дополнительного оснащения для формования специальных оправок из терморасширяющейся резины, а также приспособлений, обеспечивающих ограничения по всем торцам терморасширяющихся оправок.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение технологичности и снижение материалоемкости за счет исключения оснастки для изготовления оправок из терморасширяющейся резины, операций изготовления самих терморасширяющихся оправок и приспособлений, обеспечивающих ограничения по всем торцам терморасширяющихся оправок.

Для достижения задачи изобретения предложен способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции, включающий выкладку пакета из слоев композиционного материала, формование выложенного пакета во взаимно перпендикулярных плоскостях давлением в автоклаве на оправках, помещенных во внутренних полостях пакета, с образованием внутренних ребер, отличающийся тем, что выкладку пакета из слоев композиционного материала и его формование проводят в две стадии: на первой стадии часть композиционного материала выкладывают на двусоставные металлические оправки, состоящие из верхней и нижней частей, с формированием блоков, которые стыкуют между собой, устанавливая нижними поверхностями двусоставных оправок на монтажное приспособление с возможностью перемещения оправок перпендикулярно плоскостям внутренних ребер, и формуют заготовку, извлекают нижние части оправок, проводят механическую обработку заготовки параллельно плоскости разъема верхних и нижних частей оправок, расположенной выше заданной размерами плоскости обработки, на второй стадии заготовку устанавливают обработанной поверхностью на монтажное приспособление, наносят на заготовку клеевую пленку и выкладывают остальную часть композиционного материала с образованием фланцев, формуют и извлекают верхние части оправок.

Двухстадийное формование на двусоставных металлических оправках обеспечивает возможность изготовления размеростабильной интегральной конструкции без использования терморасширяющихся оправок, требующих разработки и изготовления специальной оснастки для их изготовления, таким образом, повышается технологичность за счет снижения количества операций при изготовлении технологической оснастки и снижается материалоемкость процесса за счет упрощения оснастки и отсутствия дополнительных приспособлений для ее изготовления.

На фиг. 1 показан блок, сформированный выкладкой части композиционного материала на двусоставные металлические оправки.

На фиг. 2 показана стыковка блоков в монтажном приспособлении.

На фиг. 3 показано сечение заготовки до (а) и после (б) механической обработки.

На фиг. 4 показано сечение размеростабильной интегральной конструкции после второй стадии формования.

На фиг. 5 показан фрагмент размеростабильной интегральной конструкции.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

На первой стадии формируют блоки выкладкой части композиционного материала 1 на двусоставные металлические оправки, состоящие из верхней части 2 и нижней части 3, сформированные таким образом блоки устанавливают нижними поверхностями двусоставных оправок на монтажное приспособление 4 и стыкуют между собой, причем оправки имеют возможность перемещения перпендикулярно плоскостям внутренних ребер 5 размеростабильной интегральной конструкции, проводят процесс формования заготовки с образованием заготовки, извлекают нижние части 3 двусоставных оправок, проводят механическую обработку заготовки параллельно плоскости разъема верхних 2 и нижних частей 3 оправок, причем нижняя поверхность верхней части оправок расположена на 0,5…2 мм выше заданной размерами плоскости обработки, на второй стадии заготовку устанавливают обработанной поверхностью на монтажное приспособление 4, наносят на заготовку клеевую пленку 6 и выкладывают остальную часть композиционного материала 7 с образованием фланцев 8, проводят формование композиционного материала в автоклаве, в результате чего композиционный материал соединяется с заготовкой с образованием размеростабильной интегральной конструкции, после формования верхние части 2 двусоставных оправок извлекают.

Таким образом, предложенный способ позволяет изготавливать размеростабильную интегральную конструкцию без использования резиновых оболочек и сложных приспособлений для их изготовления, упрощает технологическую оснастку, что снижает материалоемкость и повышает технологичность процесса изготовления размеростабильной интегральной конструкции.

Источники информации

1. Патент US №5981023, МПК В29С 67/14, опубл. 09.11.1999.

2. Е.В. Биткина, А.В. Денисов, В.Е. Биткин. Конструктивно-технологические методы создания размеростабильных космических композитных конструкций интегрального типа. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №4 (2), 2012, с. 555-560 - прототип.

Способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции, включающий выкладку пакета из слоев композиционного материала, формование выложенного пакета во взаимно перпендикулярных плоскостях давлением в автоклаве на оправках, помещенных во внутренних полостях пакета с образованием внутренних ребер, отличающийся тем, что выкладку пакета из слоев композиционного материала и его формование проводят в две стадии: на первой стадии часть композиционного материала выкладывают на двусоставные металлические оправки, состоящие из верхней и нижней частей, с формированием блоков, которые стыкуют между собой, устанавливая нижними поверхностями двусоставных оправок на монтажное приспособление с возможностью перемещения оправок перпендикулярно плоскостям внутренних ребер, и формуют заготовку, извлекают нижние части оправок, проводят механическую обработку заготовки параллельно плоскости разъема верхних и нижних частей оправок, расположенной выше заданной размерами плоскости обработки, на второй стадии заготовку устанавливают обработанной поверхностью на монтажное приспособление, наносят на заготовку клеевую пленку и выкладывают остальную часть композиционного материала с образованием фланцев, формуют и извлекают верхние части оправок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве источника излучения. Устройство для формирования пространственного спирального поля включает антенну, выполненную в форме тарелки, на поверхности которой через равные угловые интервалы выполнено по меньшей мере два радиальных разреза, и излучатель поля, выполненный с возможностью взаимодействия генерируемого поля с антенной.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве источника излучения. Устройство для формирования пространственного спирального поля включает излучатель поля и выполненную с возможностью вращения относительно оси распространения фронта спиральной волны антенну, имеющую форму тарелки, на поверхности которой через равные угловые интервалы выполнено по меньшей мере два радиальных разреза от центральной части до кромки антенны.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве источника излучения. Устройство для формирования пространственного спирального поля включает излучатель поля и выполненную с возможностью вращения относительно оси распространения фронта спиральной волны антенну, имеющую форму тарелки.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве источника излучения. Устройство для формирования пространственного спирального поля включает антенну, имеющую форму тарелки, на поверхности которой выполнен радиальный разрез от центральной части до кромки антенны, и излучатель поля, выполненный с возможностью взаимодействия генерируемого поля с антенной.

Изобретение относится к антенному устройству однолучевой схемы. Технический результат - небольшая мощность облучателя, не перехватываемая зеркалом, вследствие эффективности облучения отражателя и низкой характеристики боковых лепестков.

Изобретение относится к изготовлению прецизионных рефлекторов из волокнистых композиционных материалов для антенн космических аппаратов. Технический результат - повышение точности изготовления рабочей поверхности рефлекторов, снижение массы рефлектора и сокращение цикла изготовления.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для изготовления прецизионных рефлекторов из полимерных композиционных материалов для антенн космических аппаратов.

Изобретение относится к области авиационно-космической техники, в частности к производству сложных изделий из композиционных материалов, и может быть использовано при изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложных геометрических форм, например антенных рефлекторов миллиметрового диапазона волн.

Изобретение относится к космической технике, в частности к созданию прецизионных антенных рефлекторов с высокоточными отражающими поверхностями сложной геометрии, искривленными в двух измерениях, для эксплуатации в условиях космического орбитального полета.

Изобретение относится к космической технике, в частности к зеркальным антеннам зонтичного типа. Антенна содержит облучающую систему и рефлектор, который включает: жесткие несущие ребра, расположенные радиально относительно центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней; радиоотражающую поверхность, сформированную в виде клиньев, контурные шнуры, соединенные с клиньями, вспомогательные ребра, расположенные в каждом секторе между соседними несущими ребрами; механизм раскрытия рефлектора из транспортировочного положения в рабочее положение.

Изобретение относится к оправке для пропитки для изготовления картера газовой турбины из композиционного материала и к машине для намотки волокнистой структуры на оправку для пропитки.

Настоящее изобретение относится к устройству пластического формоизменения для изготовления профилированного конструкционного элемента. Техническим результатом является упрощение изготовления профилированного конструкционного элемента с улучшенным качеством конструкционных элементов.

Изобретение относится к области машиностроения, авиадвигателестроения и может быть использовано в технологии изготовления изделий типа ребер усиления различной профильной формы, крупногабаритных корпусных изделий в виде тел вращения из слоистых полимерных композиционных материалов, изготавливаемых методом послойной выкладки с последующим вакуумным или автоклавным формованием.

Изобретение относится к способу изготовления элемента из волокнистого композиционного материала. На несущей форме располагается плоскостная копна волокон, предусмотренная с противоположной от несущей формы стороны по меньшей мере с одним, находящимся на расстоянии от продольной плоскости, профилем жесткости.

Способ формования деталей из полимерных композиционных материалов с использованием двойного вакуумного пакета по изобретению относится к категории процессов трансферного формования (RTM), в частности к процессам пропитки жидким связующим с помощью вакуума (VaRTM).

Изобретение относится к формовочному инструменту для технологического приспособления, технологическому приспособлению, к способу изготовления усиленных волокнами деталей.

Изобретение относится к опорному профилю, способу изготовления опорного профиля, а также способу изготовления усиленной детали транспортного средства. Техническим результатом изобретения является упрощение способа изготовления опорного профиля.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для формования и отверждения изделий из полимерных композиционных материалов, отверждающихся при повышенной температуре и избыточном давлении.

Группа изобретений относится к спосбу и устройству в области получения многослойных крупногабаритных изделий, из полимерных композиционных материалов, преимущественно в виде тел вращения, отверждающихся при температурах выше температуры окружающей среды.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления композитной фасонной детали из армированного волокном пластика. Техническим результатом изобретения является повышение прочности детали.

Группа изобретений относится к способу и устройству для изготовления медицинского трубчатого изделия, такого как катетер, для введения в канал тела. Способ содержит этапы экструзии трубки, продавливая материал трубки через экструзионное сопло, и отрезание экструдированной трубки заданной длины.

Изобретение относится к области машиностроения и используется при создании конструкций, применяемых в космической и авиационной технике, работающих в условиях повышенных нагрузок, и касается способа изготовления размеростабильной интегральной конструкции. Способ изготовления размеростабильной интегральной конструкции включает выкладку пакета из слоев композиционного материала, формование выложенного пакета во взаимно перпендикулярных плоскостях давлением в автоклаве на оправках, помещенных во внутренних полостях пакета с образованием внутренних ребер. При этом выкладку пакета из слоев композиционного материала и его формование проводят в две стадии. На первой стадии часть композиционного материала выкладывают на двусоставные металлические оправки, состоящие из верхней и нижней частей, с формированием блоков, которые стыкуют между собой, устанавливая нижними поверхностями двусоставных оправок на монтажное приспособление с возможностью перемещения оправок перпендикулярно плоскостям внутренних ребер. Затем формуют заготовку, извлекают нижние части оправок и проводят механическую обработку заготовки. На второй стадии заготовку устанавливают обработанной поверхностью на монтажное приспособление, наносят на заготовку клеевую пленку и выкладывают остальную часть композиционного материала с образованием фланцев, формуют и извлекают верхние части оправок. Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению: обеспечивает изготовление размеростабильной интегральной конструкции без использования резиновых оболочек и сложных приспособлений для их изготовления, упрощает технологическую оснастку и снижает материалоемкость, а также повышает технологичность процесса изготовления размеростабильной интегральной конструкции. 5 ил.

Наверх