Устройство для изготовления гофрированного заполнителя одинарной кривизны

Устройство для изготовления гофрированного заполнителя одинарной кривизны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки и может быть использовано для производства легкого заполнителя для многослойных панелей одинарной кривизны, у которых должны быть каналы, располагающиеся по кольцевым линиям цилиндрической структуры панели для удаления самотеком конденсата из внутренней полости панели.

Известны способы и устройства для изготовления многослойных панелей с заполнителями одинарной кривизны (Крысин В.Н., Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций. - М.: Машиностроение, 1989.-240 с., с.118-120; Берсудский В.Е., Крысин В.Н., Лесных С.И. Технология изготовления сотовых авиационных конструкций. - М.: Машиностроение, 1975, 296 с., с.278).

Известные устройства предназначены для получения многослойных панелей одинарной и двойной кривизны, где в качестве заполнителя используются сотовые конструкции. При этом для обеспечения кривизны сотового заполнителя дополнительно применяются специальные конструктивно-технологические приемы (А.С. №1078007 СССР, МКИ D 21 D 13/02. Трехслойная панель. / В.С.Кормилицын, Бюл. №9, 07.03.84).

Эти устройства не обеспечивают получение многослойных панелей с гофрированным заполнителем ввиду того, что однонаправленный изгиб гофрированного заполнителя дает наведенную кривизну в поперечном направлении, но с другим знаком, что ведет к образованию седловидности гофрированного заполнителя.

Известно устройство, содержащее эластичный пуансон и жесткую матрицу (Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью, Москва, Машиностроение, 1967 г., с.28, рис.10, с.32, рис.14). Данное устройство принято за прототип.

Данное устройство предназначено для формообразования листовых металлов, обладающих пластичностью и низким пружинением. Основным недостатком данного устройства является невозможность изготовления сложнопрофильных деталей, к которым относится гофрированный заполнитель, из полимерных листовых материалов типа NOMEX® или KEVLAR®, из-за наличия у них большого пружинения.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является получение гофрированного заполнителя правильной цилиндрической формы в поперечном направлении.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является то, что собранная многослойная панель с гофрированным заполнителем будет иметь правильную цилиндрическую форму в поперечном направлении с заданным радиусом кривизны без внутренних напряжений.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство для изготовления гофрированного заполнителя, имеющего пилообразные гофры с вершинами и впадинами в виде зигзагообразных линий, содержит формообразующую оправку, состоящую из рядов плоских формующих элементов, соединенных друг с другом с помощью герметичной ткани, наклеенной на их нижние поверхности с образованием шарниров по кромкам формующих элементов и из условия образования при сжатии формообразующей оправкой пилообразных гофров с вершинами и впадинами в виде зигзагообразных линий, средство изменения положения формующих элементов в пространстве и вакуумный мешок, при этом плоские элементы наклеены на ткань из условия обеспечения образования между их рядами формообразующих пилообразных линий гофрированного заполнителя шарниров в форме равнобедренных треугольников, имеющих общие основания по образующимся при сжатии формообразующей оправки зигзагообразным линиям вершин для формирования зигзагообразной линии вершин гофрированного заполнителя, а вершины равнобедренных треугольников, противолежащие общему основанию, ориентированы по образующемуся при сжатии формообразующей оправки пилообразному гофру для формирования зигзагообразной линии впадин гофрированного заполнителя, а определяющий поперечную кривизну гофрированного заполнителя геометрический размер L шарнира вдоль зигзагообразной линии выступов гофрированного заполнителя определен функцией L=f (R, Н, h_м, h_э, h_д), где

R - радиус кривизны детали,

Н - высота гофрированного заполнителя,

h_м - толщина материала ткани шарнира,

h_э - толщина материала плоского элемента,

h_д - толщина материала заготовки детали.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-5, где на фиг.1 показано устройство, вид сверху; на фиг.2 - увеличенная часть формообразующей поверхности в плоском (исходном) состоянии; на фиг.3 - часть сечения А-А по фиг.1; на фиг.4 - формообразующая поверхность устройства в рельефном состоянии; на фиг.5 - увеличенный фрагмент формообразующей поверхности в рельефном состоянии.

На фиг.1-5 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - нижний слой вакуумного мешка; 2 - верхний слой вакуумного мешка; 3 - формообразующая поверхность; 4 - листовая заготовка зигзагообразного гофрированного заполнителя; 5 - дренажная прокладка; 6 - герметизирующая лента; 7 - штуцер; 8 - плоские пластичные элементы; 9 - треугольный шарнир; 10 - ткань; 11 - пилообразные линии; 12 - зигзагообразные линии выступов гофрированной детали; 13 - зигзагообразные линии впадин гофрированной детали.

Устройство выполнено в виде вакуумного мешка, состоящего из нижнего 1 и верхнего 2 слоев, внутри которого находится формообразующая поверхность 3 и листовая заготовка 4 детали гофрированного заполнителя. По контуру формообразующей поверхности 3 вакуумный мешок имеет дренажную прокладку 5, герметизирующую ленту 6 и штуцер 7 для подключения к вакуумному насосу. Формообразующая поверхность 3 выполнена из плоских пластинчатых элементов 8, соединенных между собой по всем граням шарнирами 9, выполненными из ткани 10, наклеенной на нижнюю плоскость пластичных элементов 8. При этом шарниры 9, образованные тканью, плоских пластинчатых элементов 8, расположенные по кромкам, формирующим пилообразные линии 11 гофрированной детали, выполнены в виде равнобедренных треугольников. Треугольные шарниры 9 имеют общее основание вдоль зигзагообразной линии 12 выступов гофрированной детали и ориентированы по пилообразной линии 11 острыми вершинами в соседних рядах в противоположные стороны, которые лежат на зигзагообразной линии 13 впадин гофрированной детали. Геометрический размер L шарнира вдоль зигзагообразной линии 12 выступов гофрированной детали заполнителя определяется функцией L=f (R, H, h_м, h_э, h_д),

где R - радиус кривизны детали,

H - высота гофрированного заполнителя,

h_м - толщина материала ткани шарнира,

h_э - толщина материала плоского пластинчатого элемента,

h_д - толщина материала заготовки детали.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе изготовления детали зигзагообразного заполнителя на нижний слой 1 вакуумного мешка последовательно укладывают формообразующую поверхность 3 и плоский лист 4 заготовки детали зигзагообразного гофрированного заполнителя. По контуру формообразующей поверхности укладывают дренажную прокладку 5 и герметизирующую ленту 6, которая соединяет верхний 2 и нижний 1 слои вакуумного мешка. Для присоединения к вакуумному насосу в вакуумный мешок устанавливают штуцер 7.

На втором этапе устройство подключают к вакуумному насосу и в полость вакуумного мешка подводят вакуум. За счет внешнего атмосферного давления формообразующая поверхность 3 выводится из плоского состояния. По мере сжатия формообразующей поверхности 3 за счет подвижности шарниров, соединяющих плоские пластичные элементы 8, изменяется густота рельефа формообразующей поверхности и заготовки 4 детали зигзагообразного гофрированного заполнителя. Плоские пластичные элементы 8 внедряются в заготовку 4 детали линиями выступов 12 и впадин 13 формообразующей поверхности 3. За счет треугольных шарниров 9, расположенных вдоль пилообразных линий 11, происходит изгиб формообразующей поверхности 3 совместно с листовой заготовкой 4 детали зигзагообразного гофрированного заполнителя на заданный радиус R кривизны в поперечном направлении.

Использование данного изобретения позволит получать зигзагообразный гофрированный заполнитель, сформированный на заданную конструктивную кривизну в поперечном направлении для многослойных авиационных панелей.

1. Устройство для изготовления гофрированного заполнителя одинарной кривизны, преимущественно для авиационных многослойных панелей, отличающееся тем, что для изготовления гофрированного заполнителя, имеющего пилообразные гофры с вершинами и впадинами в виде зигзагообразных линий, оно содержит формообразующую оправку, состоящую из рядов плоских формующих элементов, соединенных друг с другом с помощью герметичной ткани, наклеенной на их нижние поверхности с образованием шарниров по кромкам формующих элементов и из условия образования при сжатии формообразующей оправкой пилообразных гофров с вершинами и впадинами в виде зигзагообразных линий, средство изменения положения формующих элементов в пространстве и вакуумный мешок, при этом плоские элементы наклеены на ткань из условия обеспечения образования между их рядами формообразующих пилообразные линии гофрированного заполнителя шарниров в форме равнобедренных треугольников, имеющих общие основания по образующимся при сжатии формообразующей оправки зигзагообразным линиям вершин для формирования зигзагообразной линии вершин гофрированного заполнителя, а вершины равнобедренных треугольников, противолежащие общему основанию, ориентированны по образующемуся при сжатии формообразующей оправки пилообразному гофру для формирования зигзагообразной линии впадин гофрированного заполнителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что определяющий поперечную кривизну гофрированного заполнителя геометрический размер L шарнира вдоль зигзагообразной линии выступов гофрированного заполнителя определен функцией L=f (R, Н, h_м, h_э, h_д), где

R - радиус кривизны детали в виде гофрированного заполнителя одинарной кривизны;

Н - высота гофрированного заполнителя;

h_м - толщина материала ткани шарнира;

h_э - толщина материала плоского элемента;

h_д - толщина материала заготовки детали.