Способ изготовления трубы-оболочки из композиционного материала

, 105 1,А 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ ОРСНОМУ СВ К(71) Специальное конструкторско-техно гическое бюро фКурсф(56) 1. Авторское свиаетельство СССР М 444912, кл. Е 16 , 9/12, 1971.2, Авторское свиаетельство СССР Ж 918637 у кл. Р 169/12, 1980, (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЪ-ОБОЛОЧКИ ИЗ КОМПОЗИЦИОН НОГО МАТЕРИАЛА, включающий изготовление отцельных секций, сверлильно цовым насекций. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ фрезерную обработку и стыковку секций .межау собой, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повышения качества изготовления, при сверлильнсь фрезерной ха- обработке заготовки секции на ее торцахпроизвоаят обработку отверстий, в том ло- числе и контрольных отверстий, по торцовым конаукторам, при этом первый торцовый концуктор базируют по торцу заготовки секции, а второй - по первому затем осуществляют повторное базирование заготовки секции по обоим тор конаукторам и обработку отверстий боковых поверкностях заготовки секции, базирование же секций при стыковке осущесгвляют по контрольным отверсти ям на торцах1054621 30 35 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при сверлильно фрезерной обработке производят базирование кондуктора по первому торцу заготовки секции. выполнение на торце контрольных отверстий, базирование заготов ки по выполненным. контрольным отвер.стиям и выполнение контрольных отверстий на втором торце заготовки секции, затем осуществляют повторное базирование заготовки по контроЛьным отверстиям на обоих ее торцах и обработку остальных отверстий на торцах и боковых ее поверхностях. 1Изобретение относится к машиностроению, а именно й способу изготовлениятрубы-оболочки из композиционногоматериала, и может быть использованопри производстве, например, секций контейнеров, баков, трубопроводов и т.п.Известен способ изготовления трубыоболочки из композиционного материала,рключающий проведение отдельных секций,обработку отверстий на цилинцрических 10поверхностях и стыковку секций междусобой1 3Однако этот способ не, обеспечиваетповьпцения точности изготовления,Наиболее близким к изобретению по 5технической сущности и достигаемомуэффекту является способ изготовлениятрубы-оболочки из композиционного материала, заключающийся в том, что передобработкой отверстий осуществляют20операцию стыковки секций трубы-оболочки,базирование по торцу, установку техноло-гических колец, повторное базированияпо кольцам и крепление осевогокондуктора споследующим базированием.5относительно него, а затем осуществляют крепление к нему радиальных кондукто-ров, по которым и производят обработку отверстий 2 1Известный способ характеризуетсяневысоким качеством изготовлениявследствие невысокой точности стыковкисекций трубы-ободочки, При атом состыкованные межцу собой секции не умещаются на оборудовании (например, на ста"пеле, совмещенном с горизонтальнорасточным станком), так как габарит 3, Способ по и. 1., о т л и ч а ю ш и й с я тем, что после базирования первого торцового кондуктора по.торцу заготовки, секции, а второго торцового кондуктора - по первому осуществляют базирование по торцовым концукторам и крепление осевого концуктора с последующим базированием относительно него, а затем крепление к нему ради альных кондукторов, по которым и производят обработку отверстий на бо ковых поверхностях заготовки секции,2ные размеры секций в первую очередьопределяются возможностями оборуцования. Поэтому обработку состыкованнойтрубы-оболочки производят ручным .инструментом, в основном прелями, чтоприводит к снижению произвоцительноститруда, невозможности обработки отверстий циаметром, превышающим 20-25 .мм,и невозможности высокопроизводительнойобработки различных окон, пазов, люков и т,п.Целью изобретения является повышение качества изготовления труб оболочек,Цель достигается тем, что согласноспособу изготовления трубы-оболочки иэкомпозиционного материала, включающему изготовление отцельных секций, сверлильно-фрезерную обработку и стыковкусекций межцу собой, при сверляльнофрезерной обработке заготовки секциина ее торцах произвоцят обработку отверстий, в том числе и контрольных,отверстий, по торцовым кондукторам,при этом первый торцовый концуктор базируют по торцу заготовки секции, авторой торцовый кондуктор по первому,затем осуществляют повторное базирование заготовки секции по обоим торцовымкондукторам и обработку отверстий набоковых поверхностях заготовки секции,базирование же секций при стыковке осуществляют по контрольным отверстиямна торцах секций.,Кроме того, при сверлильно-фрезерной обработке производят баеярованиекондуктора по первому торцу заготовкисекции, выполнение на торце контрольных отверстий, базирование заготовки по выполненным контрольным отверстиям и выполнение контрольных отверстий на втором торце заготовки секции, затем осуществляют повторное базирование заготовки по контрольным отверстиям на обоих ее торцах и обработку остальных отверстий на торцах и боковых ее поверхностях. 10После базирования первого торцового кондуктора по торцу заготовки секции, а второго торцового кондуктора - по первому осуществляют базирование по торцовым кондукторам и крепление осе вого кондуктора с последующим базированием относительно него, а затем крепление к нему радиальных кондукторов, по которым и производят обработку отверстий на боковых поверхностях заго р 0 товки секции.На чиг, 1 показана -зенковка секции на оправке, полученная путем намотки; на фиг. 2 - токарная обработка секции; на фиг. 3 - сверлильно-фрезерная об работка секции; на фиг, 4-9 - этапы сверлильно-фрезерной обработки; на фиг. 10 - состыкованная труба-оболочка с присоединенными к ней узлами; на Фиг,11-14 - узлы стыковки и присоедине- З 0 ния узлов. Наполнитель, например стеклоткань, предварительно пропитанный связующим, накатывают на оправку 1 (фиг, 1), получая таким образом заготовку секции 2,35 После отвержцения и съема с оправки произвоцят токарную обработку заготовки секции, снимая припуски 3 и 4 резцами 5 и 6 (фиг, 2). Сверлильно-фрезер 40 ную обработку заготовки секции производят на стапеле, включающем торцовые кондукторы 7 и 8 (фиг, 3), совмещенном с горизонтально-расточным станком 9, перемещающимся вдоль секции по направ45 ляюшим А, и станками 10 и 11 для обработки торцов. Стыковку секций произво дят по отверстиям 12, 13 и 14 (фиг. 3, 4), обработку этих отверстий производят с учетом того, что высокая точность стыковки может быть обеспече-ь50 на при условии высокой точности взаимного расположения отверстий на торцах секции (если обработку производят по кондукторам, то условие обеспечения точности - минимальное угловое смещение 55 кондукторов друг относительно друга)и при условии отсутствия значительных зазоров между элементами стыковки 621(например, между штифтами и стенкамиотверстий),Для обеспечения выполнения первогоусловия вводят регулировку взаимногорасположения торцовых концукторов, дляобеспечения выполнения второго условиявводят выполнение контрольных отверстий.Регулировку взаимного расположенияторцовых кондукторов производят следующим образом. Заготовку секции 2 устанавливают на посацочные поверхности Би В концукторов 7 и 8. Рискубазы насекции (фиг. 5) совмещают с риской 1базы на кондукторе 7 и фиксируют заготовку секции относительно кондуктора.В отверстия в кондукторах 7 и 8 (фиг. 6,7) вставляют штыри 15 - 18 устанавливают на них поверочные линейки 19,20 и квадранты 21 и 22. Поворотомкондуктора 8 вокруг оси Х-Х на угол о(фиг. 8) обеспечивают совпадение показаний квадрантов 21 и 22, фиксируютзаготовку секции 2 относительно кондуктора 8. Затем производят обработкуотверстий на торцах заготовки секциичерез отверстия в концукторах 7 и 8с применением станков 10 и 11, Такимобразом обеспечивают высокую то щостьвзаимного расположения обработанныхотверстий на, противоположных .торцахсекции;Контрольные отверстия вводят вследствие невозможности обеспечения минимальных зазоров одновременно междумногими элементами стыковки (например, между 30 отверстиями и 30 шпильками или 6 отверстиями и 6 штифтами),так как известно, что многократное базирование - типичная конструкторскаяошибка. Число контрольных отверстий равно,как правило, двум. Выполняют их следующим образом: обеспечивают (например, совместной обработкой) высокуюточность расположения соответствующихотверстий 23 - 26 (фиг, 6, 7) в торцовых кондукторах, обрабатывают отверстияв торцах заготовки секции и вклеивают вних стальные пробки 27 (фиг, 4), затемпо отверстиям 23 -,26 в кондукторахобрабатывают отверстия 14 в стальньЬ.пробках инструментом, Возможен и другойспособ: отверстия 14 в пробках 27 обрабатывают заранее, а затем, применяявместо режущего инструмента штырь,точно входящий в отверстие 14, вклеивают по концуктору с базированием поотверстию 23 пробку 27, при этом зазор межцу пробкой и стенкой отверстиязаполняют клеевой массой после установ10543ки пробки. Стальные пробки необходимы,так как базирование по отверстиям в композиционном материале менее точно из-эвзначительной его деформативности, Такимобразом обес.ечивают обработку контрольных отверстий нв торцах заготовкисекции с высокой точностью.Обеспечение высокой точности обработки отверстий на боковых поверхностяхготовки секции может быть осушествле-,10о слепуюшим образом.На боковой поверхности заготовкисекции 2 располагают осевой кондуктор 28(фиг. 9), сбазироввнный и закрепленныйна торцовых кондукторах 7 8, и рвпиаль ные кондуктора 29, 30, сбазированные изакрепленные на осевом кондукторе 28.Отверстия обрабатывают с применениемгоризонтально-рвсточного станка по осевому и радиальному кондукторам. 20Заметим, что регулировку взаимногорасположения торцовых кондукторов можнопроизводить только для выполнения контрольных отверстий, обработку же всехостальных отверстий - аналогично изло. женному, но с базированием по контрольным отверстиям на торчах заготовкисекции, К обработанным таким образомзаготовкам секций присоединяют детали,необходимые для стыковки, - гайки 31 30(фиг, 11), шпильки 32, помешают вконтрольные отверстия штифты 33(фиг. 12),В процессе стыковки шпильки 32 однойсекции вводят в соответствуюшие отвер- З 5стия другой секции, а штифты 33 однойсекции вводят в соответствуюшие контрольные отверстия другой секции. Приэтом минимальные затраты между штифтеми 33 и стенками контрольных отверстий обеих секций обеспечивают высокую точность взаимного расположения секций, зазоры между шпильками 32 и стенками соответствующих отверстий могут быть увеличены до 1-2 мм. После совмещения торцов секций устанавливают шайбы 34 и 35, завинчивают гайки - секции состыкованы.К состыкованной трубе-оболочке 36 (фиг. 10) присоединяют узлы 37, 38 и 39. Высокая точность базирования и обработки по предложенному способу обеспечивает совпадение соответствующих отверстий на узлах и на трубе- оболочке, при этом узлы могут присоединяться квк к одной, так и к двум сек-лиям. Контрольные отверстия 14(фнг. 14) на торцах трубы-оболочки используют для контроля взаимного расположения секций, а также как технологические базы для слесарно-сборочных работ на трубе-оболочке,Преимущества предложенного способа изготовления по сравнению с известным состоят в том, что обеспечивается высокопроизводительная обработка с высокой точностью отверстий в широком диапазоне размеров, в том числе и диаметрами, прег;ыаюшими 20-25 мм; обеспечивается возможность точного и надежного присоединения узлов, воспринимаюших значительные силовые нагрузки;снижается трудоемкость попгоночных работ; снижается брак при изготовлении за счет обеспечения воэможности присоединения с необходимой точностью к трубе-оболочке всех деталей и узлов.3,Составитель А. Слесаре ехреа М,Кузьма орректор В, Гирняк Бан Подписи илиал ППП Патент, г.Ужгороп, ул. Проектн 9072/43 Тираж 928ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР,по аелам изобретений и открытий13038, Москва, Ж, Раушскаи наба. 4/5