Оправка для изготовления деталей из композиционного материала методом намотки Советский патент 1984 года по МПК B29D23/12 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для изготовления деталей из композиционного материала методом намотки, например, из препрега.

Известна оправка для намотки тел вращения, содержащая разрезную обечайку, механизм разжима обечайки с распорными элементами 1.

Однако эта оправка не обеспечивает требуемой точности при изготовлении композиционных деталей большого диаметра за счет того, что металлическая обечайка при нагревании в процессе полимеризации расширяется больше, чем намотанная деталь, что приводит к нарушению точности изготавливаемой детали. К тому же данная оправка сложна и громоздка при производстве крупногабаритных деталей.

Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности является оправка для изготовления деталей из композиционного материала методом намотки, включающая обечайку и ограничительные фланцы 2.

Однако такая конструкция оправки при ее разборке при съеме изделия приводит к повреждению внутренней поверхности трубы.

Кроме того, при полимеризации детали в процессе нагревания линейные размеры обечайки за счет разности коэффициентов линейного расширения увеличиваются больше, чем детали, что приводит к нарушепию точности изготавливаемой детали.

Так, например, если обечайка из алюминия диаметром 1500 мм, то она увеличивает внутренний диаметр изготавливаемой композиционной детали на 3 мм. При этом за счет сжатия внутренних слоев композиционного материала обечайки в изделии после отверждения сохраняются большие внутренние напряжения, что приводит к Преждевременному разрушению детали.

Целью изобретения является повышение точности и качества изготавливаемого изделия.

Поставленная цель достигается тем, что оправка, включающая обечайку и ограничительные фланцы, снабжена дополнительной обечайкой из материала с тем же коэффициенто.м линейного расширения, что и изготавливаемое изделие, зафиксированной в радиальном направлении через антиадгезионную прокладку относительно основной обечайки с зазором, равным величине ее температурного расширения.

Кроме того, дополнительная обечайка зафиксирована относительно основной обечайки посредством установленного на последней кольца с равномерно распределенными по его периметру выступами, входящими в пазы, выполненные на внутренней поверхности дополнительной обечайки.

На фиг. 1 показала оправка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Оправка состоит из бсновной обечайки 1 с одним концевым элементом в виде фланца 2, другого концевого элемента-- фланца 3, крепящегося к обечайке 1 с помощью винтов 4, дополнительной обечайки 5, изготовленной из того же материала, что и изготавливаемое изделие 6 или из материала с тем же коэффициенто.м линейного расширения, что и изготавливаемая деталь и разделительного элемента 7, например, пленки из фторопласта, на который уже наматывается композиционная лента, образующая изделие 6.

Для фиксирования дополнительной обечайки 5 в радиальном направлении в процессе намотки и передачи ей вращающего момента к основной обечайке 1 жестко прикреплено винтами 8 фиксирующее кольцо 9 с щина.ми 10, входящими в соответствующие пазы во вспомогательной обечайке 5.

Оправка работает следующим образом.

Для изготовления дополнительной обечайки 5 на основную обечайку 1 с закрепленными винтами 4 концевым элементом 3 без фиксирующего кольца 9 производят намотку композиционной ленты того же состава, что и изготавливаемое изделие 6, до требуемого размера. После отверждения между дополнительной обечайкой 5 и основной 1 образуется за счет разности коэффициентов линейного расширения (обечайка I, изготовлена, например, из алюминия), зазор h.

Затем отвержденную обечайку 5 снимают, выполняют в ней пазы со стороны внутреннего диаметра под щипы 10 фиксирующего кольца 9 и доводят обечайку 5 до требуемого размера по длине и по наружному диаметру. Производят сборку оправки вместе с дополнительной обечайкой 5 и фиксирующим кольцом 9.

При этом выдерживают между шинами 10 кольца 9 и дном пазов дополнительной абечайки 5 зазор, равный температурному зазору между дополнительной обечайкой 5 и основной обечайкой 1. Производят намотку детали 6.

В процессе изготовления детали 6 при отверждении под действием нагрева она и дополнительная обечайка 5 расширяются на одинаковую величину,так как они с одинаковым коэффициентом линейного расширения. А металлическая обечайка 1 выбирает зазор h и обеспечивает жесткость дополнительной обечайки 5, а также ее концентричность.

После отверждения детал,ь 6 и дополнительная обечайка 5 усаживаются на одинаковую величину, в результате чего не происходит искажения размеров детали и возникновения внутренних напряжений. После

отверждения и разборки разделительный элемент 7 удаляют.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность и качество изготовления детали из композиционного материала методом (амотки за счет исключения различных коэффициентов линейного расширения формообразующей поверхности изготавливаемого изделия.

1. ОПРАВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ НАМОТКИ, включающая обечайку и ограничительные фланцы, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и качества изготавливаемой детали, она снабжена дополнительной обечайкой из материала с тем же коэффициентом линейного расширения, что и изготавливаемая деталь, зафиксированной в радиальном направлении через антиадгезионную прокладку относительно основной обечайки с зазором, равным величине ее температурного расширения. 2. Оправка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительная обечайка радиально зафиксирована относительно основной обечайки посредством установленного на последней кольца с равномерно распределенными по его периметру выступами, входящими в .пазы, выполненные на внутренней поверхности дополнительной обечайки.

А -А