СПОСОБ ВЫРЕЗКИ УЗЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЯЧЕЕК СТЕКЛОСОТОПЛАСТОВОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 2016 года по МПК B29C73/24 B23B51/04 B23C3/00 

Изобретение относится к области механической обработки сотового заполнителя на основе стеклоткани с целью придания ему гибкости и способности выкладываться на поверхностях сложной кривизны, и может быть использовано при изготовлении криволинейных трехслойных сотовых конструкций, нашедших широкое применение в аэрокосмической, судостроительной и мебельной индустриях.

Известен способ вырубки отверстий различной формы в сотовых материалах с помощью штанцевальной формы, принятый за аналог 1 [Иконников В.Н., Кузьменко Т.Г. Технические штанцевальные формы для вырубки сотовых материалов. // Полиграфия России. - 2011. - №4. - С. 18, 19]. Указанное устройство представляет собой инструмент, основным компонентом которого являются стальные режущие ножи, закрепленные на несущей пластине.

Данному способу присущи следующие недостатки:

1) невозможна вырубка фрагмента сотового заполнителя, размеры которого меньше длины грани ячейки;

2) высокая стоимость штанцевальной формы, поэтому ее эксплуатация экономически оправдана только в серийном производстве;

3) требуется длительное время для приладки штанцевальной формы перед применением и необходимость подложки;

4) сложность изготовления штанцевальной формы со стальными ножами высотой 100 мм и выше заключается в непростом процессе их изгибания и последующей обработки, включая сварку мест стыка и спецрешения по креплению к несущей пластине;

5) задача по выталкиванию высекаемого фрагмента сотового заполнителя с лезвий стального ножа.

Известен способ гидроабразивной резки листовых деталей. Сущность - идроабразивные частицы в виде абразивной суспензии с раствором воска и бензина наносят на обрабатываемую поверхность с последующим ее отверждением, после чего под большим давлением подают рабочую жидкость, в результате чего обеспечивается высокая точность резки листовых неметаллических деталей по всему корпусу [Авторское свидетельство СССР №1782713, МПК: В24С 1/00. Опубл. 23.12.1992 г.] - аналог 2.

Недостатками этого способа являются:

а) невозможна вырезка фрагмента сотового заполнителя, размеры которого меньше длины грани ячейки;

6) при прохождении высоконапорной струи параллельно стенкам сотов в месте контакта со стенкой соты струя «обтекает» ее, рассекается стенкой, снижая при этом свои «режущие» свойства, что ограничивает глубину реза по высоте соты;

в) раствор воска в бензине при воздействии высокоскоростной струи имеет склонность к охрупчиванию, что снижает качественные показатели процесса;

г) недопустимо производить смывку покрытия горячей водой, т.к. это приводит к разрушению сот, их разлохмачиванию и нарушению геометрической формы, что в целом снижает физико-механические свойства материала.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ гидроабразивной резки сот и сотовых панелей из полимерных композиционных материалов. Сущность - способ резки гидроабразивной струей, включающий подачу на обрабатываемую поверхность струи рабочей жидкости под высоким давлением и абразивных частиц, при котором соты по конфигурации предполагаемой линии реза заполняют водостойким наполнителем полимерно-клеевого состава с абразивом в количестве 20-70% от общего объема наполнителя, такой же состав наносят на поверхность верхней обшивки панели по линии предполагаемого реза [Патент РФ №2090362, МПК: В29В 11/02, В29С 37/00. Опубл. 20.09.1997 г.].

Данный способ имеет следующие недостатки:

а) невозможна вырезка фрагмента сотового заполнителя, размеры которого меньше длины грани ячейки;

б) использование в качестве рабочей жидкости воды и абразивных частиц влечет за собой растрескивание связующего в местах концентрации остаточных напряжений, ослабление адсорбционного воздействия на границе «волокно-смола», что приводит к ухудшению физико-механических характеристик сотопласта;

в) невозможность удаления затвердевшего полимерно-клеевого состава, содержащего абразив, из ячеек сот после осуществления процесса гидроабразивной резки.

Задача изобретения - обеспечить вырезку узловых соединений ячеек по всей высоте стеклосотопластовой панели на заданную величину длины грани ячейки с целью придания гибкости стеклосотопластовой панели и сохранения ее достаточной прочности.

Технический результат решаемой задачи обеспечивается тем, что в:

1. Способе вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели, включающем закрепление панели по периметру и вырезку стенок ячеек, отличающемся тем, что используют цилиндрическую оправку, которую выполняют с внешним радиусом (0,75-0,95) длины грани ячейки, сквозным осевым отверстием радиусом (0,2-0,4) длины грани ячейки, буртиком и расположенными с противоположной ему стороны под углом 120° друг к другу сквозными осевыми прорезями, имеющими ширину не менее двойной толщины стенки ячейки и длину не менее высоты стеклосотопластовой панели, базируют цилиндрическую оправку посредством упомянутых осевых прорезей на стенках ячеек и осуществляют вырезку стенок ячеек закрепленной в дрели цилиндрической концевой фрезой, которую вводят в сквозное осевое отверстие цилиндрической оправки.

2. Способе по п. 1, отличающемся тем, что используют цилиндрическую оправку, выполненную с фасками, расположенными на нижнем торце под углом 30-45° вдоль ее сквозных прорезей.

3. Способе по п. 1, отличающемся тем, что в качестве дрели используют пневмодрель.

4. Способе по п. 1, отличающемся тем, что в качестве дрели используют электродрель.

На фиг. 1 изображен общий вид способа вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели, который включает электродрель 1 с закрепленной в ней цилиндрической концевой фрезой 2, цилиндрическую оправку со сквозным осевым отверстием 3, имеющую буртик 4 и прорези 5.

На фиг. 2 представлена цилиндрическая оправка 3 с буртиком 4 и прорезями 5.

На фиг. 3 представлена цилиндрическая оправка 3 с выполненными фасками 6 на прорезях со стороны торца цилиндрической оправки.

На рис. 4 изображен общий вид установленной цилиндрической оправки 3 в стеклосотопластовой панели.

Осуществление способа вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели иллюстрируется примерами.

Пример 1. Стеклосотопластовая панель ССП-1-4,2 (ТУ 1-596-395-98) с длиной грани ячейки 4,2 мм и габаритами 650×680×23 мм закрепляют по периметру на подложке посредством струбцин. Вырезку узловых соединений проводят по заданной схеме. Для этого оправку (см. фиг. 2) базируют посредством прорезей на трех стенках ячеек, образующих первое из удаляемых узловых соединений. В осевое отверстие с радиусом 1,1 мм цилиндрической оправки вставляют цилиндрическую концевую фрезу диаметром 2 мм, закрепленную в высокоскоростной пневмодрели, далее включают ее и начинают процесс вырезки стенок ячеек со скоростью 1000 об/мин. После окончания вырезки пневмодрель с цилиндрической концевой фрезой извлекают из цилиндрической оправки и оправку убирают. Процесс повторяют требуемое число раз. После последней операции стеклосотопластовая панель ССП-1-4,2 приобретает гибкость и способность выкладываться на полусферической поверхности диаметром 350 мм.

Пример 2. Стеклосотопластовая панель ССП-1-8Т (ТУ 1-596-413-01) с длиной грани ячейки 8 мм и габаритами 615×686×6 мм закрепляют по периметру на подложке посредством струбцин. В осевое отверстие радиусом 2,5 мм цилиндрической оправки вставляют цилиндрическую концевую фрезу диаметром 4 мм, закрепленную в высокоскоростной электродрели. Вырезку узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели проводили по примеру 1. После последней операции стеклосотопластовая панель ССП-1-8Т приобретает гибкость и способность выкладываться на полусферической поверхности диаметром 300 мм.

Пример 3. Стеклосотопластовая панель ССП-1-10Т (ТУ 1-596-413-01) с длиной грани ячейки 10 мм и габаритами 807×599×15 мм закрепляют по периметру на подложке посредством струбцин. В осевое отверстие радиусом 4 мм цилиндрической оправки вставляют цилиндрическую концевую фрезу диаметром 7 мм, закрепленную в высокоскоростной пневмодрели. Вырезку узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели проводили по примеру 1. После последней операции стеклосотопластовая панель ССП-1-10Т приобретает гибкость и способность выкладываться на полусферической поверхности диаметром 250 мм.

Заявляемый способ вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели обеспечивает возможность равномерного удаления части грани ячеек стеклосотопластовой панели без разрыва материала, что позволяет повысить качество и необходимую гибкость стеклосотопластовой панели с сохранением достаточной прочности и выкладывать ее на полусферической поверхности диаметром от 250 до 350 мм.

Изобретение относится к изготовлению трехслойных конструкций сложной кривизны и может быть использовано для вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовых панелей в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности. Способ включает закрепление панели по периметру и вырезку стенок ячеек. Для этого используют цилиндрическую оправку, которую выполняют с внешним радиусом 0,75-0,95 длины грани ячейки, сквозным осевым отверстием радиусом 0,2-0,4 длины грани ячейки, буртиком и расположенными с противоположной ему стороны под углом 120° друг к другу сквозными осевыми прорезями, имеющими ширину не менее двойной толщины стенки ячейки и длину не менее высоты стеклосотопластовой панели. Цилиндрическую оправку базируют посредством упомянутых осевых прорезей на стенках ячеек и осуществляют вырезку стенок ячеек закрепленной в дрели цилиндрической концевой фрезой, которую вводят в сквозное осевое отверстие цилиндрической оправки. Обеспечивается вырезка узловых ячеек по всей высоте панели с сохранением ее гибкости и прочности. 3 з.п. ф-лы, 3 пр., 4 ил.

1. Способ вырезки узловых соединений ячеек стеклосотопластовой панели, включающий закрепление панели по периметру и вырезку стенок ячеек, отличающийся тем, что используют цилиндрическую оправку, которую выполняют с внешним радиусом 0,75-0,95 длины грани ячейки, сквозным осевым отверстием радиусом 0,2-0,4 длины грани ячейки, буртиком и расположенными с противоположной ему стороны под углом 120° друг к другу сквозными осевыми прорезями, имеющими ширину не менее двойной толщины стенки ячейки и длину не менее высоты стеклосотопластовой панели, базируют цилиндрическую оправку посредством упомянутых осевых прорезей на стенках ячеек и осуществляют вырезку стенок ячеек закрепленной в дрели цилиндрической концевой фрезой, которую вводят в сквозное осевое отверстие цилиндрической оправки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют цилиндрическую оправку, выполненную с фасками, расположенными на нижнем торце под углом 30-45° вдоль ее сквозных прорезей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дрели используют пневмодрель.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дрели используют электродрель.