СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПРАВКИ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВЫСОКОТОЧНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ОБОЛОЧЕК Российский патент 2001 года по МПК B29C39/10 B29C41/20 B29C33/76 B29K101/12 B29L22/00 

Изобретение относится к оснастке для получения высокоточных конструкций из полимерных композиционных материалов и может быть использовано в антенной технике, например, при изготовлении антенных рефлекторов.

Известен способ изготовления оправки для формования антенных рефлекторов из композиционных материалов, включающий изготовление бетонной оболочковой формы в устройстве ферменной конструкции для формообразования оправки посредством заливки раствора бетонной смеси во внутреннюю полость устройства, близкую по форме изготавливаемой оправке, с одновременным вращением флаг-шаблона формообразователя, предварительно установленного на съемной центральной стойке устройства для формообразования оправки, и холодного отверждения полученной бетонной оболочковой формы, нанесение слоя парафина на внутреннюю поверхность оболочковой формы с использованием указанного флаг-шаблона, демонтаж центральной стойки с флаг- шаблоном, установку (вместо центральной стойки устройства для формообразования оправки) пенопластового стержня, близкого по форме изготавливаемой оправке, с обеспечением определенного зазора между его выпуклой поверхностью и вогнутой поверхностью оболочковой формы, заливку раствора бетонной смеси в указанный зазор с последующим его холодным отверждением, демонтаж пенопластового стержня, извлечение полученной оправки из оболочковой формы, механическую обработку рабочей поверхности оправки на металлорежущем станке (см. НИР 0-592-89 "Разработка КТС изготовления элементов размеростабильных рефлекторов из композиционных материалов с точностью σ ≤ 0,1 мм, методов их контроля и испытаний. Создание опытных образцов, специального оборудования. Заключительный отчет Уральского филиала Центрального научно-исследовательского института материаловедения. Приложение 4. Госрегистрация N Ф 37518, 1991.).

Недостатками способа являются - получение точности рабочей поверхности оправок недостаточной для обеспечения заданной точности отражающих поверхностей рефлекторов современных антенн, высокая себестоимость устройств для сортообразования оправок и длительный цикл изготовления оправок.

Задачей настоящего изобретения является повышение в 1,5-2 раза точности рабочих поверхностей оправок, достигнутой в настоящее время, исключение применения устройств ферменной конструкции для формообразования оправок, снижение в 5-7 раз себестоимости изготовления оболочковой формы и сокращение в 8-10 раз цикла изготовления оправок.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления оправки для формования высокоточных композитных оболочек, включающем изготовление оболочковой, формы, нанесение на внутреннюю поверхность оболочковой формы антиадгезионного покрытия, заливку в оболочковую форму раствора формовочной смеси и холодное отверждение раствора формовочной смеси, оболочковую форму изготавливают путем размещения на основании оболочковой формы опорных регулируемых винтов, при этом торцевую часть каждого опорного регулируемого винта выполняют в виде полусферы, каждый опорный регулируемый винт устанавливают совмещая верхнюю точку полусферы с требуемой поверхностью формуемой высокоточной композитной оболочки, затем на полусферы опорных регулируемых винтов устанавливают тонкостенную оболочку, совпадающую по форме внутренней поверхности с поверхностью формуемой высокоточной композитной оболочки, при этом тонкостенную оболочку закрепляют на полусферах опорных регулируемых винтов, после чего в оболочковую форму послойно заливают раствор формовочной смеси и после холодного отверждения раствора формовочной смеси отделяют тонкостенную оболочку от изготовленной оправки.

Изготовление оболочковой формы путем размещения на основании оболочковой формы опорных регулируемых винтов, причем торцевая часть каждого опорного регулируемого винта выполнена в виде полусферы, установка каждого опорного регулируемого винта совмещением верхней точки полусферы с требуемой формой поверхности высокоточной композитной оболочки позволяет получить свод оболочковой формы с точностью, превышающей точность при механической обработке, и исключить применение устройств ферменных конструкций для формообразования оправок.

Установка на полусферы опорных регулируемых винтов тонкостенной оболочки, совпадающей по форме внутренней поверхности с поверхностью формуемой высокоточной композитной оболочки, закрепление тонкостенной оболочки на полусферах опорных регулируемых винтов позволяет существенно снизить себестоимость изготовления оболочковой формы и сократить цикл изготовления оправок.

Послойная заливка в оболочковую форму раствора формовочной смеси и отделение тонкостенной оболочки от изготовленной оправки после холодного отверждения раствора формовочной смеси дает возможность исключить усадку отвержденного раствора формовочной смеси и, как следствие, исключить возможность появления трещин и макронеровностей свода окончательно изготовленной оправки.

Изобретение поясняется чертежом, где:
- на фиг. 1 изображена оправка для формования высокоточных композитных оболочек с тонкостенной оболочкой,
- на фиг. 2 изображен вид А фиг. 1
Способ осуществляют следующим образом.

1. Устанавливают основание 1 изготавливаемой оправки для формования высокоточной композитной оболочки, например, антенного параболического рефлектора диаметром раскрыва 0,85 м, на поверочную плиту 2 посредством предварительно установленных в резьбовых отверстиях основания 1 стоек 3 и рукояток 4.

2. Устанавливают на основание 1 обечайку 5 и закрепляют соответствующими крепежными винтами (на чертеже не показаны).

3. Проводят маркировку резьбовых отверстий с N 1 по N 29 под опорные регулируемые винты 6.

4. Устанавливают в резьбовые отверстия соответствующие им также промаркированные с N 1 по N 29 опорные регулируемые винты 6 в положения, при которых верхние точки полусфер опорных регулируемых винтов 6 совмещены с заданной параболической поверхностью рефлектора посредством использования универсальных гостированных высокоточных контрольно-измерительных средств (линейка поверочная, призмы, квадрант оптический, концевые меры), при этом создают базовую горизонтальную плоскость (отсчетную плоскость), проходящую через верхнюю точку полусферы центрального винта N 15, а затем с помощью концевых мер устанавливают верхние точки полусфер опорных регулируемых винтов 6 в расчетные положения относительно базовой горизонтальной плоскости.

5. Устанавливают и закрепляют соответствующими крепежными винтами (на чертеже не показаны) на полусферах опорных регулируемых винтов 6 тонкостенную оболочку 7 с соответствующей параболической формой внутренней поверхности.

6. Наносят на внутреннюю поверхность тонкостенной оболочки 7 в качестве антиадгезионного покрытия смазку типа ЦИАТИМ, предварительно установив полученную оболочковую форму на цеховую подставку оболочкой вниз через рукоятки 4.

7. Приготавливают раствор гипса (на 1,5 вес.части гипса 1,0 вес. части воды) порциями не более трех литров.

8. Заливают раствор гипса 8 в оболочковую форму через гладкие отверстия d основания, при этом заливку производят послойно с холодным отверждением каждого слоя толщиной 10 мм в течение не менее 12 часов.

9. Устанавливают полученную сборку посредством рукояток 4 оболочкой вверх, отделяют тонкостенную оболочку 7 и отправляют изготовленную оправку для проведения контроля.

Изобретение может быть использовано для получения высокоточных конструкций из полимерных композиционных материалов. Способ изготовления оправки для формования высокоточных композитных оболочек включает изготовление оболочковой формы, нанесение на внутреннюю поверхность оболочковой формы антиадгезионного покрытия, заливку в оболочковую форму раствора формовочной смеси и его холодное отверждение. Оболочковую форму изготавливают путем размещения на основании оболочковой формы опорных регулируемых винтов. Торцевую часть каждого опорного регулируемого винта выполняют в виде полусферы. Каждый опорный регулируемый винт устанавливают совмещая верхнюю точку полусферы с требуемой формой поверхности формуемой высокоточной композитной оболочки. на полусферы опорных регулируемых винтов устанавливают тонкостенную оболочку, совпадающую по форме внутренней поверхности с формой поверхности формуемой высокоточной композитной оболочки. Тонкостенную оболочку закрепляют на полусферах опорных регулируемых винтов. В оболочковую форму послойно заливают раствор формовочной смеси и после холодного отверждения раствора формовочной смеси отделяют тонкостенную оболочку от изготовленной оправки. Способ сокращает цикл изготовления оправок, повышает точность рабочих поверхностей оправок. 2 ил.

Способ изготовления оправки для формования высокоточных композитных оболочек, включающий изготовление оболочковой формы, нанесение на оболочковую форму антиадгезионного покрытия, заливку раствора формовочной смеси и его холодное отверждение, отличающийся тем, что оболочковую форму изготавливают путем размещения на основании оболочковой формы опорных регулируемых винтов с выполненной в виде полусферы торцевой частью каждого опорного регулируемого винта, устанавливают каждый опорный регулируемый винт, совмещая верхнюю точку полусферы с требуемой формой поверхности формуемой высокоточной композитной оболочки, устанавливают на полусферы опорных регулируемых винтов тонкостенную оболочку, совпадающую по форме внутренней поверхности с формой поверхности формуемой высокоточной композитной оболочки, закрепляют на полусферах опорных регулируемых винтов тонкостенную оболочку, заливают в оболочковую форму послойно раствор формовочной смеси, а после холодного отверждения раствора формовочной смеси отделяют тонкостенную оболочку от изготовленной оправки.