Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала

(ны бытьм ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Киевский механический завод им; О, К,Антонова и Украинский филиал Научно-исследовательского института авиационнойтехнологии и организации производства(54) УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯКАРКАСНОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(57) Использование; изобретение относитсяк оснастке для изготовления каркасных монолитных конструкций из композиционных Изобретение относится к оборудова- нию для изготовления каркасных конструкций 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 формованил указанной на фиг. 1 конструкции; на фиг, 3 - эластичные (полужесткие) формообразующие оправки с выкладываемыми заготовками нервюр двутаврового сечения; на фиг, 4 - жесткая металлическая оправка, на котоую перед выклейкой одевается вакуумный ешок, на фиг, 5 - элементы эластичной формообразующей оправки; на фиг, 6 - жематериалов 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 воэможность точной установки узлов навески, а в остальных местах располагают полужесткие легкие надувные гермооправки без вакуумных мешков, В тело полужестких оправок заформованы прижймные пластины. Устройство снабжено сьемным перемещающимся по раме приспособлением для сборки справок и их технологической фиксации, что обеспечивает точную.и йетрудоемкую установку нервюр при малой массе технологических оправок, а 1 з,п. ф-лы, 7 ил,У)сткая торцовая стенка; на фиг. 7 - установкаи герметйзациявакуумных мешков, общийвид ООКаркасная монолитная конструкция изкомпозитов обычно состоит иэ наружной 1и нижней 2 обшивок, силовых нервюр 3,расположенных по местам установки металлических узлов навески, рядовых (силовых) Сонервюр 4 и профиля хвостовой части СОполостях М, образуемых парами сило. нервюр и в полостях Р, образуемых рядовыми нервюрами, располагаются при форма-авании извлекаемые внутренниепри этом силовые нервюры доллустановлены точно,Устройство состоит из рамы 6, верхнего7 и нижнего 8 формообразующих листов,жестких формообразующих."металлических .оправок 9, расположенных в поло"тях Мкаркаса ( фиг. 1); эластичных формообраэующих справок 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 6 имеются направляющие 15 для передвижения по ним и фиксаций приспособ 10 ления 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 21 полустенок нервюр. 15 Жесткие металлические оправки 9 с целью облегчения выполнены пустотэлыми и имеют элементы 22 для механического крепления к верхнему 7 и нижнему 8 формо 20 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 загото-. 25 вок нервюр, с другой стороны, будучинадувными, позволяют производить опрессовку композитной конструкции под внутренним давлением,30 Эластичные оправки 10 состоят из пространственно-устойчивого неметаллического полого корпуса 24 с заформованными по рабочим плоскостям прижимньми пластинками 24 и жесткой торцевой стенки 26, Кор 50 стенкой 26 при помощи жгута 27, например,марки 51-ГТУ 400-1-411-90-85 и стяжн ого хомута 28. 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 необхо- димы для возможности плотной укладки оппус имеет относительно среза 25 обшивки 35 каркаса дополнительный участок протяженностью примерно 100 мм для возможности функционирования эластичных оправок.Полый корпус 24 получают следующим образом, На деревянную болванку уклады вают 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 45 затем снова лист сырой резины 0,8 мм, После вулканизации толщина стеики корпуса составляет 2,52,8 мм,Корпус 24 соединен с жесткой торцевой равок по дистанции и для надежной герметизации места соединения "корпус-торцовая стенка". Эластичные оправки 10 посравнению с алюминиевыми обеспечиваютснижение массы в 57 раз.На металлических оправках 9 устанавливают вакуумные мешки 33, например, изткани АТОМТУ 17-21-91-76. Небольшиекуски ткани 34 приклеены к внутренней стороне бортов 30 и присоединены к внутренним мешкам 33 и к общему наружномувакуумному мешку 35, создавая замкнутуюполость, к которой подключена вакуумнаясистема автоклава, Склейку мешков производят с помощью липкого жгута 36, например марки 51-726:Устройство работает следующим образом,На верхней 7 и нижней 8 формующиелисты укладывают заготовки обшивок каркаса 1 и 2, например из углепластика маркиКМУ, На раме 6 устройства устанавливают приспособление 11, перемещаемое понаправляющим 15, На внутренних оправках9 и 10 производят выкладку заготовок нервюр; при этом на оправки 9 предварительноодевают вакуумные мешки,Оправки поочередно поджимают по бо-,ковым сторонам кторцевой стойке 12 с помощью приспособления 11 и в это время водной или нескольких эластичных оправкахсоздают. вакуум до 0,3 кг/см 2. Оправки засчет поджима и вакуумного разрежения точно устанавливаются в требуемых местах,После установки всех оправок с выложенными заготовками нервюр на нижнемформовочном листе 8 с пакетом обшивки 2,устанавливают профиль 5 по задней кромке,а затем верхний формовочный лист 7 с пакетом обшивки 1. Жесткие металлическиеоправки 9 дополнительно крепят к верхнемулисту 7,После сборки каркасной конструкции игерметизации места стыка внутренних оправок между собой, производят установку исклейку вакуумного мешка 35, который за-тем склеивают с помощью липкого жгута свнутренними мешками 33 и присоединяют краме 6,В автоклаве сжатый воздух через штуцер 32 попадает во внутрь оправок 10, врезультате их расширения происходит формование композитных элементов каркаса.Одновременно давление попадает .и подмешки 33, установленные на металлическихоправках 9 и эти мешки также производятопрессовку каркаса,После автоклавного формования каркаса снимают верхний лист 7, затем извлекаютпалужесткие оправки 10, для чего внутри ихкратковременно созрают 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, . 5Данное устройство менее металлоемко, позволяет сократить цикл формования и обеспечивает получение более качественных изделий.Формула изобретения . 10 1, Устройство для изготовления каркасной конструкции из композиционного материала, включающее смонтированные на раме и соединенные торцовыми стойкамиверхнюю и нижнюю формообразующие 15 плиты, установленные между ними жесткие,оправки, прижимные пластины и вакуумный мешок, отл ич а ю щ ее с я тем, что оно снабжено выполненными из эластичного листового материала оправками в виде полого корпуса с эаформованными по рабочим плоскостям прижимными пластйнами, расположенными между жесткими оправками, а также приспособлением для сборки и фиксации оправок, установленным на раме с возможностью перемещения.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ еес я тем, что корпус оправки иэ эластичноголистового материала выполнен с жесткой торцовой стенкой, имеющей наклонные борта с зиговкой и штуцер для подвода давлений,1810288 Составитель М.Осип Техред М,Моргентал Редактор Корректор А.Мотыл СССР енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, уп.Гагарина, 10 роизв Заказ 1416 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б