Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала Советский патент 1993 года по МПК B29C43/20 B29C43/12 B29L9/00 

Изобретение относится к оборудованию для изготовления каркасных констру ций из композиционных материалов и может быть использовано в различных отраслях техники и в первую очередь, при изготовлении рулевых поверхностей.

На фиг. 1 показана каркасная монолитная многонервюрная конструкция из композитов, к которой по местам установки силовых нервюр присоединяются металлические узлы навески; на фиг. 2 - устройство для выкладки и автоклавного формования указанной на фиг. 1 конструкции; на фиг. 3

- эластичные (полужесткие) формообразую- щие оправки с выкладываемыми заготовками нервюр двутаврового сечения; на фиг. 4

- жесткая металлическая оправка, на которую перед выклейкой одевается вакуумный мешок; на фиг. 5 - элементы эластичной формообразующей оправки; на фиг. 6 - жесткая торцовая стенка; на фиг. 7 - установка и герметизация вакуумных мешков, общий вид. ; г;- . ;; . : .. Каркасная монолитная конструкция из композитов обычно состоит из наружной 1 и нижней 2 обшивок, силовых нервюр 3, расположенных по местам установки металлических узлов навески, рядовых (силовых) нервюр 4 и профиля хвостовой части 5. В полостях М, образуемых парами силовых нервюр и в полостях Р, образуемых рядовыми нервюрами, располагаются при формовании извлекаемые внутренние оправки, при этом силовые нервюры должны быть .установлены точно. , ..

Устройство состоит из рамы 6, верхнего 7 и нижнего 8 формообразующих листов, жестких формообразующих -четзллических оправок 9, расположённых п полостях М каркаса ( фиг. 1); эластичных формообразусо

ю

00

ющих оправок 10. расположенных в полостях Р каркаса; приспособления 11 для сборки и технологической фиксации оправок; двух торцевых опорных стоек 12.

К листам 7 и 8 через отверстия 13 и 14 крепятся жесткие металлические оправки 9 и торцевые опорные стойки 12, По краям рамы б имеются направляющие 15 для передвижения по ним и фиксации приспособления 11.

Оправки 9 и 10 предназначены для выкладки заготовок элементов нервюр, в том числе верхних 16 и 17, а также нижних 18 и 19 уголков, правой 20 и левой 2Т полустенок нервюр.

Жесткие металлические оправки 9 с целью облегчения выполнены пустотелыми и имеют элементы 22 для механического крепления к верхнему 7 и нижнему 8 формо- образующим листам, несколько выходят за обрез 23 обшивки каркаса.

Эластичные оправки 10 имеют многоцелевое назначение. С одной стороны, будучи достаточно устойчивыми, позволяют производить на них операцию выкладки заготовок нервюр, с другой стороны, будучи надувными, позволяют производить опрес- совку композитной, конструкции под внутренним давлением.

Эластичные оправки 10 состоят из пространственно-устойчивого неметаллического полого корпуса 24 с заформованными по рабочим плоскостям прижимными пластинками 24 и жесткой торцевой стенки 26. Корпус имеет относительно среза 25 обшивки каркаса дополнительный участок протяженностью примерно 100 мм для возможности функционирования эластичных оправок.

Полый корпус 24 получают следующим образом, На деревянную болванку укладывают лист сырой резины, например, марки 181 .ТУ 105.995-87 толщиной 0,8 мм, затем по рабочим поверхностям укладывают другие прижимные пластины 25, например из КАСТ, а ГОСТ 10292-74 толщиной 1 мм, а затем снова лист сырой резины 0,8 мм. После вулканизации толщина стенки .корпуса составляет 2,5 ... 2,8 мм.

Корпус 24 соединен с жесткой торцевой стенкой 26 при прмощи жгута 27, например, марки 51-Г-26 ТУ 400-1-411-90-85 и стяжного хомута 2.8. Стенка 26.изготовлена из металлического листа, например, марки АМЦ толщиной 2,5 мм, и имеет замкнутую коробчатую форму с дном 29, наклонными бортами 30, на которых выполнена зиговка 31. По центру дна установлен штуцер 32, через который во внутрь оправки подается давление. Наклон стенок и зиговка необходимы для возможности плотной укладки оправок по дистанции и для надежной герметизации места соединения корпус-торцовая стенка. Эластичные оправки 10 по сравнению с алюминиевыми обеспечивают

снижение массы в 5... 7 раз.

На металлических оправках 9 устанавливают вакуумные мешки 33, например, из ткани АТОМ-1 ТУ 17-21-91-76. Небольшие куски ткани 34 приклеены к внутренней стороне бортов 30 и присоединены к внутренним мешкам 33 и к общему наружному вакуумному мешку 35, создавая замкнутую полость, к которой подключена вакуумная система автоклава. Склейку мешков производят с помощью липкого жгута 36, например марки 51-726.

Устройство работает следующим образом.

На верхней 7 и нижней 8 формующие

листы укладывают заготовки обшивок каркаса Т и 2, например из углепластика марки КМУ-11, На раме 6 устройства устанавливают приспособление 11, перемещаемое по направляющим 15. На внутренних оправках

9 и 10 производят выкладку заготовок нервюр; при этом на оправки 9 предварительно одевают вакуумные мешки.

Оправки поочередно поджимают по бо-,; / крвым сторонам к торцевой стойке 12 с помощью приспособления 11 и в это время в одной или нескольких эластичных оправках создают вакуум до 0,3 кг/см2. Оправки за счет поджима и вакуумного разрежения точно устанавливаются в требуемых местах.

После установки всех оправок с выложенными заготовками нервюр на нижнем

формовочном листе 8 с пакетом обшивки 2,

устанавливают профиль 5 по задней кромке,

а затем верхний формовочный лист.7 с пакетом. обшивки 1. Жесткие металлические оправки 9 дополнительно крепят к верхнему листу 7, -..-, .:.; .

После сборки каркасной конструкции и герметизации места стыка внутренних оправок между собой, производят установку и склейку вакуумного мешка 35, который затем склеивают с помощью липкого жгута с внутренними мешками 33 и присоединяют к раме 6. . ;:. . . ... Г

В автоклаве сжатый воздух через щту- цер 32-попадает во внутрь оправок 10, в результате их расширения происходит формование композитных элементов каркаса. Одновременно давление попадает и под

мешки 33, установленные на металлических оправках 9 и эти мешки также производят опрессовку каркаса..

После автоклавного формования каркаса снимают верхний лист 7, затем извлекают

полужесткие оправхи ТО, для чего внутри их

кратковременно создают небольшое разрежение (до 0,3 кГ/см ), в результате чего они отходят от отпрессованных стенок каркаса. В последнюю очередь извлекают оправки 9 и.каркас снимают с нижнего листа 8.

Данное устройство менее металлоемко, позволяет сократить цикл формования и обеспечивает получение более качественных изделий.

Формул а и зобретения 1. Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала, включающее смонтированные на раме и соединенные торцовыми стойками верхнюю и нижнюю формообразующие плиты, установленные между ними жесткие

0

оправки, прижимные пластины и вакуумный мешок, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что оно снабжено выполненными из эластичного листового материала оправками в виде полого корпуса с заформованными по рабочим плоскостям прижимными пластинами, расположенными между жесткими оправками, а также приспособлением для сборки и фиксации оправок, установленным на раме с возможностью перемещения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щее- с я тем, что корпус оправки из эластичного листового материала выполнен с жесткой торцовой стенкой, имеющей наклонные борта с зиговкой и штуцер для подвода давления,...

Использование: изобретение относится к оснастке для изготовления каркасных монолитных конструкций из композиционных материалов и может найти применение в авиа-, судо- и машиностроении. Существо изобретения: в устройстве жесткие оправки с вакуумными мешками устанавливают только по месту расположения силовых нервюр, обеспечивая возможность точной установки узлов навески, а в остальных местах располагают полужесткие легкие надувные гермооправки без вакуумных мешков. В тело полужестких оправок заформованы при- жймн ые пластины. Устройство снабжено съемным перемещающимся по раме приспособлением для сборки оправок и их технологической фиксации, что обеспечивает точную :и нетрудоемкую установку нервюр при малой массе технологических оправок, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. ел с

оиг i.

.. 6,