СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2007 года по МПК B21D47/04 

Изобретение относится к области изготовления многослойных панелей и может быть использовано в производстве летательных аппаратов, самолетостроении, строительной промышленности и других отраслях машиностроения. Известен способ изготовления многослойной панели (сотовой), состоящей из заполнителя и обшивок, при котором слои заполнителя формуют, затем соединяют между собой и обшивками (склейкой, сваркой). В.Ф.Панин «Конструкции с сотовым заполнителем» М.: Машиностроение, 1982 г., стр.8 (аналог).

Недостатки: высокая трудоемкость изготовления и плотность заполнителя.

Наиболее близким техническим решением из известных является техническое решение, описанное в книге «В.Е.Берсудский и др. «Технология изготовления сотовых авиационных конструкций». М.: Машиностроение, 1975 г., стр.92 (прототип). В данном способе изготовления сотовой конструкции, состоящей из заполнителя из листового материала и обшивок, сначала наносят вертикальные клеевые полосы, затем соединяют их между собой, затем термостатируют, растягивают и соединяют с обшивками.

Недостатки: высокая трудоемкость изготовления и плотность заполнителя.

Технический результат: снижение трудоемкости при изготовлении конструкции, уменьшение плотности заполнителя. Поставленная задача решается посредством того, что при изготовлении многослойной панели, состоящей из обшивок, одна из которых перфорирована, и сотового заполнителя, включающем получение сотового заполнителя с ячейками путем соединения листовых заготовок между собой и последующего растягивания и прикрепление полученного сотового заполнителя к обшивкам, получают сотовый заполнитель с ячейками в форме усеченной многогранной пирамиды, перед соединением листовых заготовок сотового заполнителя их перфорируют, а соединение их между собой осуществляют посредством клеевых и вертикальных клеевых полос, которые наносят на противоположные стороны листовых заготовок, при этом клеевые полосы наносят после перфорирования листовых заготовок на расстоянии половины граней усеченной многогранной пирамиды друг от друга, после чего наносят вертикальные клеевые полосы посередине между клеевыми полосами на ширине, равной ширине грани усеченной многогранной пирамиды, причем упомянутые клеевые и вертикальные клеевые полосы наносят из условия обеспечения поочередного расположения в верхней части заполнителя вершин и оснований усеченных многогранных пирамид.

Сотовый заполнитель получают с ячейками в форме усеченной многогранной пирамиды.

Перед соединением листовых заготовок сотового заполнителя их перфорируют и соединяют между собой посредством клеевых и вертикальных клеевых полос, которые наносят на противоположные стороны листовых заготовок, при этом клеевые полосы наносят после перфорирования листовых заготовок на расстоянии половины граней усеченной многогранной пирамиды друг от друга, затем наносят вертикальные клеевые полосы посередине между клеевыми полосами на ширине, равной ширине грани усеченной многогранной пирамиды, причем клеевые полосы и вертикальные клеевые полосы наносят из условия обеспечения поочередного расположения в верхней части сотового заполнителя вершин и оснований усеченных многогранных пирамид, то есть все клеевые полосы, нанесенные с обеих сторон листовой заготовки, чередуются между собой, одна полоса вершиной вверх, затем следующая полоса основанием вверх и так далее, затем их соединяют между собой, растягивают и соединяют с обшивками.

Такой способ изготовления многослойных панелей позволяет увеличивать размеры ячеек-вершин и ячеек-оснований сотового заполнителя, уменьшить количество клеевых полос и плотность сотового заполнителя, что снижает трудоемкость, уменьшает плотность сотового заполнителя. По сравнению с прототипом данный способ обладает анизотропией и может обеспечивать повышенную жесткость в направлении максимально приложенной нагрузки, то есть отличающимися механическими свойствами во взаимно перпендикулярных направлениях. Это позволит обеспечивать повышенную жесткость в элементах конструкции изделий в направлении максимально приложенной нагрузки.

На фиг.1 показана многослойная панель в собранном виде.

На фиг.2 показана сторона листовой заготовки заполнителя с разметкой и клеевыми полосами.

На фиг.3 показана противоположная сторона склеенных листовых заготовок заполнителя с разметкой и вертикальными клеевыми полосами.

На фиг.4 показан сотовый заполнитель после склейки и растяжения.

Статика

Способ изготовления многослойной панели 1, состоящей из обшивок 2 и 3, одна из которых 3 перфорирована, перфорация 4, и сотового заполнителя 5, включающий получение сотового заполнителя 5 с ячейками-вершинами 6 и ячейками-основаниями 7 путем соединения листовых заготовок 8 между собой и последующего растягивания и прикрепление полученного сотового заполнителя 5 к обшивкам 2, 3, при получении сотового заполнителя 5 с ячейками-вершинами 6 и ячейками-основаниями 7 в форме усеченной многогранной пирамиды 9, перед соединением листовых заготовок 8 сотового заполнителя 5 листовые заготовки перфорируют, перфорация 10, а соединение их между собой осуществляют посредством клеевых 11 и вертикальных клеевых полос 12, которые наносят на противоположные стороны листовых заготовок, при этом клеевые полосы 11 наносят после перфорирования листовых заготовок 8 на расстоянии половины граней 13 усеченной многогранной пирамиды 9 друг от друга, после чего наносят вертикальные клеевые полосы 12 посередине между клеевыми полосами 11 на ширине, равной ширине грани 13 усеченной многогранной пирамиды 9, причем упомянутые клеевые полосы 11 и вертикальные клеевые полосы 12 наносят из условия обеспечения поочередного расположения в верхней части сотового заполнителя 5 вершин 14 и оснований 15 усеченных многогранных пирамид 9.

Пример осуществления способа

Необходимо изготовить многослойную панель 1 высотой 20 мм, состоящую из обшивок 2 и 3, одна из которых с перфорацией (перфорация 4 на обшивке 3), и сотового заполнителя 5, а также способ включает получение сотового заполнителя 5 с ячейками-вершинами 6 и ячейками-основаниями 7 путем соединения листовых заготовок 8 между собой и последующего растягивания и прикрепление полученного сотового заполнителя 5 к обшивкам 2, 3, при получении сотового заполнителя 5 с ячейками-вершинами 6 усеченной многогранной пирамиды 9 (шестигранник) со стороной 6 мм и ячейками-основаниями 7 усеченной многогранной пирамиды 9 (шестигранник) со стороной 9 мм. Перед соединением листовых заготовок 8 сотового заполнителя 5 листовые заготовки перфорируют, перфорация 10. Степень перфорации 10 сотового заполнителя 4-6%. Степень перфорации несущего слоя панели, обшивки 3 (перфорация 4) равна 12%. Материал сотового заполнителя 5 стеклопластик ССП толщиной 2 мм.

Материал обшивок 2, 3 алюминиевый сплав Д16АМ толщиной 1,0 мм.

Материал сотового заполнителя 5 стеклопластик ССП толщиной 2 мм.

Соединение листовых заготовок между собой осуществляют посредством клеевых 11 и вертикальных клеевых полос 12, которые наносят на противоположные стороны листовых заготовок, при этом клеевые полосы наносят после перфорирования листовых заготовок на расстоянии половины граней (три грани) усеченной многогранной пирамиды друг от друга.

Размечают перфорированные (перфорация 10) листовые заготовки 8 с одной стороны.

Клеевые полосы чередуются между собой, то вершина 14, то основание 15 граней 13 усеченной многогранной пирамиды 9.

Клеевые полосы 11 шириной 6 мм, при этом угол наклона клеевых полос 11 соответствует 12°40'. Расстояние между клеевыми полосами 11 у вершины 14 усеченной многогранной пирамиды 9 (шестигранной) равно 18 мм, у основания 12-27 мм.

Аналогично наносят клеевые полосы 11 на одну сторону второй листовой заготовки 8 и соединяют их друг с другом. Затем на другую сторону соединенных листовых заготовок 8 наносят вертикальные клеевые полосы 12 посередине клеевых полос 11 (трех полос), нанесенных на противоположной стороне листовой заготовки 8, равной ширине грани 13 усеченной многогранной (шестигранной) пирамиды 9, ширина вертикальной клеевой полосы 12 у вершины - 6 мм, у основания - 9 мм, то есть наносят вертикальные клеевые полосы 12 посередине между клеевыми полосами на ширине, равной ширине грани 13 усеченной многогранной пирамиды 9, причем клеевые полосы 11 и вертикальные клеевые полосы 12 наносят из условия обеспечения поочередного расположения в верхней части заполнителя вершин 14 и оснований 15 усеченных многогранных пирамид 9. Затем склеивают с другими листовыми заготовками, то есть процесс повторяется.

Технико-экономические показатели: по сравнению с прототипом снижается трудоемкость при изготовлении конструкции на 30%, уменьшается плотность заполнителя на 50%.

Изобретение относится к изготовлению многослойных панелей и может быть использовано в самолетостроении, строительстве и других отраслях машиностроения. Изготавливают многослойную панель, состоящую из обшивок, одна из которых перфорирована, и сотового заполнителя с ячейками в форме усеченной многогранной пирамиды. Заполнитель получают из листовых заготовок, которые перфорируют. Затем их соединяют между собой клеевыми и вертикальными клеевыми полосами. Клеевые полосы наносят на противоположные стороны листовых заготовок после их перфорирования на расстоянии половины граней усеченной пирамиды друг от друга. После этого наносят вертикальные клеевые полосы посередине между клеевыми полосами на ширине, равной ширине грани усеченной многогранной пирамиды. Все клеевые полосы наносят с обеспечением поочередного расположения в верхней части заполнителя вершин и оснований усеченных многогранных пирамид. В результате снижается трудоемкость изготовления, уменьшается плотность заполнителя. 4 ил.

Способ изготовления многослойной панели, состоящей из обшивок, одна из которых перфорирована, и сотового заполнителя, включающий получение сотового заполнителя с ячейками путем соединения листовых заготовок между собой и последующего растягивания и прикрепление полученного сотового заполнителя к обшивкам, отличающийся тем, что получают сотовый заполнитель с ячейками в форме усеченной многогранной пирамиды, перед соединением листовых заготовок сотового заполнителя их перфорируют, а соединение их между собой осуществляют посредством клеевых и вертикальных клеевых полос, которые наносят на противоположные стороны листовых заготовок, при этом клеевые полосы наносят после перфорирования листовых заготовок на расстоянии половины граней усеченной многогранной пирамиды друг от друга, после чего наносят вертикальные клеевые полосы посередине между клеевыми полосами на ширине, равной ширине грани усеченной многогранной пирамиды, причем упомянутые клеевые и вертикальные клеевые полосы наносят из условия обеспечения поочередного расположения в верхней части заполнителя вершин и оснований усеченных многогранных пирамид.