Описание оснастки и способа ее изготовления

 

В процессе изготовления основным фактором, определяющим размеры и форму детали из полимерных композиционных материалов, является выклеечная оснастка, на которой осуществляется выкладка и автоклавное формование детали.

Наибольшее распространение получила металлическая оснастка, используемая как для формообразования обшивок, так и для склейки трехслойных элементов конструкции, в том числе и с сотовым заполнителем.

При проектировании, выборе типа формообразующей, выклеечной оснасток необходим грамотный подход к работе. Для каждой детали необходимо спроектировать необходимую оснастку, исходя из многих данных: материала заготовок, материала каркаса и обшивок оснастки, температурного коэффициента линейного расширения детали и оснастки, ориентации формообразующей поверхности относительно базовой плоскости.

В зависимости от размеров и кривизны деталей применяются три типа формообразующей металлической оснастки:

- монолитная,

- литая,

- каркасная.

Формообразующая металлическая оснастка состоит из собственно оснастки и вспомогательных элементов, вакуумных трубок, штуцеров для подключения вакуумтрубопровода, такелажных узлов.

Для выклейки нашей детали применяем монолитную оснастку.

Монолитной оснасткой считается оснастка, не имеющая соединений в рабочей зоне и изготавливаемая из алюминиевых плит. В зависимости от габаритных размеров и кривизны деталей из полимерных композиционных материалов оснастка имеет различную конструкцию. Для изготовления деталей, имеющих преимущественно плоскую форму и габаритные размеры, не превышающие 2000 миллиметров.

Рабочая поверхность монолитной оснастки обрабатывается па станках с числовым программным управлением.

Требования к оснастке.

1. Конструкция и материал оснастки должны обеспечивать многократное формование деталей из полимерных композиционных материалов при температуре до 200 градусов Цельсия и давлении до 20 кгс/кв.см.

2.Жесткость оснастки должна быть достаточной, во всем диапазоне температур, для получения деталей, заданной формы и размеров с заданной точностью.

3.Тепловой коэффициент линейного расширения материала оснастки должен быть близок к тепловому коэффициенту линейного расширения формуемой детали, а в случае различия должен учитываться при проектировании оснастки.

4.Оснастка должна иметь минимальную массу с целью сокращения времени прогрева и экономии материала при обеспечении требуемой жесткости.

5. Площадь проекции формообразующей поверхности на базовую (горизонтальную) поверхность оснастки должна быть максимальной, с целью повышения качества оснастки и удобства в работе.

6.Точность формообразующей поверхности оснастки по отношению к теоретическому контуру изделия в зависимости от требований, предъявляемых к конструкции, должна соответствовать от ± 0.5 до ±1.5 миллиметров.

7.Рабочие поверхности оснастки должны обеспечивать качество поверхности деталей в соответствии с техническими условиями на изделие.

8.Царапины, забоины, вмятины и другие дефекты на рабочих поверхностях форм и поверхностях для выклейки вакуумного мешка не допускается.

9. Шероховатость поверхности оснастки должна быть в пределах: от 2.5 до 0.63 мкм.

10.Оснастка должна обеспечивать постоянство и равномерность распределения давления по всей поверхности детали, равномерность прогрева детали, возможность монтажа ограничительной рамки.

11.Обшивка оснастки должна иметь припуск по периметру 120 - 150 миллиметров для установки дренажных трубок, штуцеров и вакуумной диафрагмы (вакуумного мешка).

12.Формообразующая обшивка оснастки должна сохранять герметичность при режимах формования деталей из полимерных композиционных материалов.

13.Разметка на формах должна быть четко выполнена в соответствии с требованиями чертежа изделия и обеспечивать возможность переноса её на деталь путем отпечатка. Разметку оснастки производить по чертежам изделия, шаблонам, конструктивным плазам, по программе ЭВМ, чертежам оснастки.

Разметка должна включать: линию обреза детали; линию технологического припуска по ведомости подготовки шаблонов и оснастки; оси установки дополнительных элементов (усиливающих накладок, вкладышей); оси шпангоутов, стрингеров, лонжеронов, нервюр; оси установки шаблонов контура сечения (ШКС).

14. Разметка линии обреза сот, проекции линии (плоскости) пересечения плоскости скоса сот с поверхностью сотоблока выполнять рисками глубиной 0,3 - 0,5 миллиметров. Остальную информацию наносить шириной и глубиной 0,8 – 1,0 миллиметров. Риски заливаются несмываемой тушью.

15. Оснастка для изготовления деталей из полимерных композиционных материалов должна быть безопасной и удобной в работе.

16. Размеры оснастки должны быть согласованы с рабочими размерами станков для ее обработки, автоклавов, термопечей и эргономическими возможностями рабочего персонала, который в дальнейшем будет производить детали на этой оснастке.

Список использованной литературы:

 

1. Гребеньков О.А. Конструкция элементов системы управления самолетом: Учебное пособие, - Казань: КАИ, 1984 - 36с.

2. Гребеньков О.А., Матяж А.И. Конструкция самолетов: Учебное пособие, - Казань: КАИ, 1976 - 50с.

3. Халиулин В.И., Шапаев И.И. Технология производства изделий из КМ; Подготовка производства и формирование структуры изделий из ПКМ; Конспект лекций. Казань: Изд-во КГТУ, 1998 - 63с.

4. Композиционные материалы: Справочник - В.В. Васильев, В.Д. Протасов, B.В. Болотин и др.; Под общей редакцией В.В. Васильева, Ю.М. Тарпопольского. М.: Машиностроение, 1990 - 512с.

5. Методическое пособие «Расчет ожидаемой точности сборки узлов и отсеков», В.И. Халиулин, КГТУ им. А.Н.Туполева, Казань, 1993.

6. Алексеев Г.В., Технология изготовления композиционных конструкций из ПКМ.

7. Крысин В.Н., Слоистые композиционные конструкции в авиастроении.

Приложения.

 

Приложение 1.

 

Связующее эпоксидное марки УП – 2227. Технические условия.

 

Настоящие технические условия распространяются на связующее эпоксидное марки УП – 2227, представляющее собой 44 – 50 %-й спирто - ацетоновый раствор композиции, состоящей из смеси эпоксидных смол, отвердителя и модификатора.

Связующее эпоксидное марки УП – 2227 предназначено для получения через препрег высокопрочных теплостойких композиционных материалов (органо-, стекло- и углепластиков) методами прессования, намотки, контактного и вакуумно-автоклавного формования. Пропитка наполнителя связующим эпоксидным УП – 2227 осуществляется при комнатной температуре, а отверждение композиционных материалов – при температурах 120-180 ^оС. Композиционные материалы на основе связующего УП – 2227 применяются в авиастроении, машиностроении и других отраслях промышленности.

Внешний вид: прозрачная, окрашенная жидкость. Допускается незначительный осадок, исчезающий при перемешивании. Плотность при температуре 25±2 ^оС – 956,0 – 980,0 кг/м³. Время желатизации при температуре 140±2 ^оС, не менее 30 мин.

Приложение 2.

Эскиз нижней обшивки внутреннего закрылка.

Приложение 3.