Технология изготовления панели с сотовым заполнителем

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    708,21 Кб
  • Опубликовано:
    2012-04-21
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Технология изготовления панели с сотовым заполнителем













Технология изготовления панели с сотовым заполнителем

Содержание

композиционная конструкция панель

Введение

. Описание технологичности конструкции

. Подготовительные операции

2.1 Подготовка армирующего материала, входной контроль

.2 Подбор сотового заполнителя

.3 Подготовка дополнительных материалов

.4 Расчет количества ткани и связующего для ее пропитки

.5 Приготовление связующего

.6 Изготовление и раскрой препрега

3. Основные технологические процессы

3.1 Технологический процесс формообразования

3.2 Расчет штучного времени

4. Формование изделия

4.1 Обрезка технологических припусков

.2 Сверление отверстий

5.Окончательная сборка изделия

Введение

Одним из важнейших направлений снижения массы конструкции ЛА и других технических объектов является внедрение технологий трехслойных конструкций, элементы которых состоят из двух несущих обшивок, соединенных легким заполнителем. Наиболее распространенным типом заполнителя, использующимся в трехслойных конструкциях, является сотовый заполнитель. Главной особенностью трехслойной конструкции является значительно больший момент инерции поперечного сечения, чем в гладкой конструкции той же массы. Следствием этого является увеличение поперечной жесткости, что приводит к повышению критического напряжения общей потери устойчивости. При работе в условиях поперечного изгиба трехслойная конструкция выгодна благодаря высокому моменту сопротивления, по сравнению с гладкой. Выигрыш в массе при замене стрингерных панелей на трехслойные с сотовым заполнителем в слабо- и средненагруженных конструкциях ЛА может достигать 30%. Поэтому применение трехслойных конструкций в авиакосмической технике повышает ее эффективность и экономичность.

Целью данного курсового проекта является проектирование и разработка технологического процесса изготовления панели с сотовым заполнителем на основании выданного задания.

Процесс изготовления трехслойной конструкции с сотовым заполнителем состоит из следующих операций:

¾         подготовка исходных материалов;

¾      изготовление препрегов;

¾      выкладка и формование изделия;

¾      механическая обработка

¾      окраска, маркирование и выходной контроль изделия.

1. Описание технологичности конструкции

Конструкция панели створки шасси является типичной трехслойной конструкцией, состоящей из обшивки и сотового заполнителя. Данный элемент конструкции летательного аппарата является высоконагруженной деталью, испытывающей нагрузки от собственного веса и набегающего потока при взлете и посадке. При производстве основной задачей является обеспечение точности внешней поверхности и геометрических размеров, а также удовлетворение условиям прочности.

Панель створки шасси изготавливается из следующих материалов:

. Армирующий материал:

¾         ткань Т-11 ГОСТ 19170-73.

2. Заполнитель:

¾         полимерсотопласт ПСП-1 (ТУ 1-5960103-82).

3. Пленочный клей ВК-41 (ТУ6-41-1499-89) для приклейки сотового заполнителя и вкладышей к обшивкам.

. Пенополиуретан ЭТ-1

Формообразование элементов изделия производят ручной выкладкой, вследствие незначительных геометрических размеров. Для обеспечения заданного объемного содержания армирующего материала, формование производится вакуумно-автоклавным способом.

Механическая обработка панели заключается в обрезке технологических припусков и сверлении отверстий.

Окончательная сборка конструкции заключается в установке металлических крепежных элементов.

Качество изготовления панели обеспечивается соблюдением требований КД и технологических режимов на всех этапах изготовления. Все операции технологического процесса изготовления конструкции производятся по техническому документу и подлежат приемке отделом технического контроля.

2. Подготовительные операции

Производство изделий из КМ начинается с подготовительных технологических процессов: контроля исходной арматуры, приготовления и контроля компонентов связующего, приготовления препрегов.

2.1 Подготовка армирующего материала, входной контроль

Перед применением армирующего материала необходимо производить входной контроль. Целью входного контроля является не только отбраковка некондиционных материалов, но и установление конкретных значений параметров в пределах допуска для последующей корректировки технологического процесса.

Проверке качества армирующего материала по порокам внешнего вида, соответствия геометрическим размерам, требованиям нормативно технической документации подвергают 5% от объема входного контроля. Для проверки по физико-механическим показателям 10% единиц упаковки партии.

Панель створки шасси изготовлена из ткани Т-11 ГОСТ 19170-73.

Для данного армирующего материала к каждому рулону должен быть прикреплен ярлык с указанием:

-     наименования предприятия- изготовителя или его товарный знак;

-       обозначения стандарта;

-       количества метров ткани в рулоне;

-       количества кусков в рулоне;

-       даты изготовления.

Рулоны ткани должны быть упакованы в полиэтиленовый мешок. По истечении указанного срока армирующий материал можно использовать после повторных испытаний на соответствие стандартам.

Физико-механические характеристики ткани Т-11 приведены в таблице2.1.[1]

Армирующий материал должен быть принят технологическим контролем предприятия-изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие армирующего материала требованиям стандарта в течение гарантийного срока хранения при соблюдении потребителем условий транспортировки и хранения, указанных в стандарте. По истечении указанного срока армирующий материал можно использовать после повторных испытаний на соответствие стандартам.

Таблица 2.1. Физико-механические характеристики ткани Т-11

Марка ткани

Ширина ткани, см

Толщина ткани, мм

Масса 1 , кгПогонная разрывная нагрузка, Н/смМассовая доля веществ, удаляемых при прокаливании, %







По основе

По утку


Т-11

110

0,3±0,03

0,385

720

380

не более 0,5

-     линейные размеры;

-       поверхностная плотность;

-       невоспламеняемость;

-       содержание влаги и веществ, удаляемых при прокаливании;

-       разрывная нагрузка;

-       удлинение при разрыве.

Подготовка армирующего материала, помимо входного контроля, включает в себя следующие технологические операции: расшлихтовку, аппретирование, снование.

Произвести снование используемых армирующих материалов для устранения бракованных мест.

2.2 Подбор сотового заполнителя

В данной конструкции используется сотовый заполнитель типа полимерсотопласт ПСП-1. Этот тип сотового заполнителя изготавливается из полимерной бумаги (БФСК) на основе связующего БФОС.

Заполнители на основе полимерной бумаги отличаются высокой стойкостью к воздействию влаги.

Сотовый заполнитель поставляется в готовом виде в блоках размером 500х500х500 мм. Подготовка сотового заполнителя заключается в нарезке дисковой пилой согласно схеме раскроя (см.Приложение). Высота сот 75мм.

.3 Подготовка дополнительных материалов

При изготовлении панели створки шасси используются также следующие материалы:

¾         пенополиуретан ЭТ-1 - для заполнения вкладышей из сотового заполнителя;

¾      пленочный клей ВК-41 - для склейки сотового заполнителя и пенополиуретановых вкладышей, а также приклейки их к обшивкам и склейки непосредственно самих обшивок.

Рассмотрим некоторые характеристики используемых материалов.

Пенополиуретан ЭТ-1

Представляет собой газонаполненные пластмассы с замкнуто-ячеистой структурой. Свойства ЭТ-1:

¾      кажущаяся плотность 0,1г/см³;

¾      предельная ударная вязкость не менее 0,78 кН/м²;

¾      рабочая температура 200ºС.

Пенополиуретан изготавливается в ограничительных формах, способных выдерживать давление 0,2- 0,3 МПа, возникающее при вспенивании и отверждении.

Пенополиуретан заранее отформован и его подготовка заключается в разрезании ножом на вкладыши с размерами согласно рабочему чертежу.

Клей ВК-41

Пленочный эпоксидный клей ВК-41 предназначен для склеивания обшивок с металлическим и неметаллическим сотовым заполнителем. Использование пленочных клеев повышает качество склеивания за счет более равномерного нанесения клея и при этом увеличивает производительность процесса. Процесс нанесения клеевых пленок имеет такую последовательность:

¾      раскрой клеевой пленки по шаблонам контура поверхности склеивания без снятия защитных слоев полиэтилена;

¾      снятие одного защитного слоя;

¾      укладка пленки на склеиваемую поверхность той стороной, где снята защитная пленка с совмещением их по контуру. При этом не допускается образованиие складок или неровностей;

¾      прикатка клеевой пленки через защитный слой роликом или вручную (салфеткой);

¾      удаление второго защитного слоя непосредственно перед окончательной сборкой.

Характеристики клея ВК-41:

¾        жизнеспособность -3 месяца;

¾      диапазон рабочих температур -60 … +80°С;

¾      прочность на сдвиг - 33 МПа.

2.4 Расчет количества ткани и связующего для ее пропитки

Расчет количества армирующего материала производим, используя данные из таблицы 2.1.

Для нахождения потребного количества армирующего материала воспользуемся схемой раскроя. Схема раскроя ткани для выкладки верхней и нижней обшивок приведена в Приложении.

Общая затрачиваемая площадь составляет:


По схеме раскроя определим потребную площадь ткани (расчет произведен в программе КОМПАС 3D):


Отсюда вычислим коэффициент использования материала (КИМ)[2]:


Рассчитаем массу панели, используя данные из таблицы 1 по формуле (2.1):

 , (2.1)

где    - масса квадратного метра армирующего материала;

- площадь затраченной ткани.


Определим количество связующего, необходимое для пропитки ткани по формуле (2.2)[4]:

,                                               (2.2)

где  - масса связующего, необходимая для пропитки, кг;

- масса пропитываемого армирующего материала, кг;

 - процентное содержание связующего в препреге, ;

 - коэффициент технологических потерь, .

Таким образом, получим:


.5 Приготовление связующего

Рассчитаем массу каждого компонента связующего по формуле (2.3)[4].

,                                                                 (2.3)

Где  - масса искомого компонента связующего, кг;

- масса необходимого для пропитки связующего, кг;

- удельное массовое содержание искомого компонента в рецептуре связующего, масс. ч.

используя следующую рецептуру 50% раствора связующего ЭНФБ:

¾      смола СФ-341А - 6,4 мас.ч.;

¾      смола эпоксидная ЭН-6 - 100 мас.ч.;

¾      фурфурилглицидиловый эфир - 20 мас.ч.;

¾      катализатор УП-605/3 - 3.6 мас.ч.;

¾      спирто-ацетоновая смесь (1:2) - 130 мас.ч.

В расчете компонентов связующего массу спирто-ацетоновой смеси не учитываем, так как смесь является летучей.


(кг).

Масса фурфурилглицидилового эфира:

(кг).

Масса смолы СФ-341А:

(кг).

Масса катализатора УП-605/3:

(кг).

Масса спирто-ацетоновой смеси:

(кг).

Перед употреблением все компоненты связующего должны пройти входной контроль на соответствие паспортным данным.

Контроль связующего производят для каждой партии по окончании приготовления, а также после хранения ранее приготовленного связующего перед пропиткой армирующего материала. В ходе контроля необходимо произвести контроль следующих параметров:

¾    концентрация раствора;

¾      плотность;

¾      вязкость;

¾      поверхностное натяжение;

¾      угол смачивания

Описание процесса приготовления связующего находится в Приложении.

.6 Изготовление и раскрой препрега

По результатам расчета необходимого количества армирующего материала и связующего для изготовления элементов конструкции, производят пропитку необходимого количества препрега.

Изготовление препрегов осуществляется на пропиточной установке УПСТ-1000М. Для связующего ЭНФБ скорость пропитки составляет 1,5-2.5 м/мин. Концентрация раствора связующего для пропитки армирующих наполнителей на установке типа УПСТ-1000М должна составлять 52-56%.

Перед пропиткой необходимо проверить работоспособность всех узлов установки, систему вентиляции и чистоту валков, по которым будет проходить пропитанная ткань.

В процессе изготовления необходимо контролировать температуру в камерах сушки, скорость протягивания ткани, уровень связующего в пропиточной ванне, метраж пропитанной ткани, величину натяжения ткани.

Характеристики получаемого препрега приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Характеристики препрега.

Материал

Содержание смолы

Содержание летучих веществ

Содержание растворимой смолы

Т- 11

30%

2-2,5%

не менее 95%


Раскрой препрегов производить согласно приведенной схеме раскроя совместно с разделительной пленкой на рабочих столах при помощи ножа, ножниц. Описание технологической операции раскроя смотри в Приложении.

3. Основные технологические процессы


3.1 Технологический процесс формообразования


Выбор методов формообразования изделий из армированных полимерных композиционных материалов зависит от назначения изделий, габаритных размеров, состава связующего и дрДля данного изделия применяется формообразование методом ручной выкладки. Выкладка включает в себя следующие операции: подготовка оснастки, нанесение адгезионного, перфорированного слоев, герметизация оснастки.

 

.2 Расчет штучного времени


Нормы штучного времени включают в себя время оперативное, подготовительно - заключительное (4%), организационно - технического обслуживания (5%), а также на отдых и естественные надобности (5%). В нормах предусмотрены рационально организованные рабочие места и планово - предусмотрительная система их обслуживания.

Штучное время (в минутах) определяется эмпирической зависимостью (3.1)[4]:

,                                       (3.1)

где:   - поверхность оснастки (или длина), дм2;

- штучное время, мин;

 - эмпирические коэффициенты, которые взяты из источника [4].

Отсюда:


Расчет штучного времени для нижней обшивки створки шасси

Для нахождения штучного времени необходимо предварительно определить площадь  и периметр  формуемой оснастки:

.

.

.Штучное время на подготовку металлической ФО поверхности

Подготовка оснастки включает в себя следующие операции:

- установка оснастки на рабочем месте, подготовка материалов и инструментов;

-       удаление остатков связующего, дренажного и разделительного слоев с помощью скребка или ножа;

-       выравнивание ФОП с помощью специальных паст;

-       протирку поверхности ФОП смоченной в бензине салфеткой;

-       предъявление оснастки мастеру или в БТК;

-       уборка рабочего места, материалов и инструментов.

Для металлической гладкой оснастки небольшой кривизны площадью больше 250 : ,


.Штучное время на нанесение одного слоя разделительной поверхности

Нанесение разделительного слоя включает в себя следующие технологические операции:

- подготовка рабочего места, материалов и инструмента;

-       нанесение разделительного слоя на защищаемую поверхность;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

- уборка рабочего места, материалов и инструментов.

В качестве разделительного слоя выберем антиадгезионную смазку типа К-21. После нанесения первого слоя покрытие повторяют через 15-20 мин., а затем высушивают в термошкафу в течение двух часов при температуре 200º. Определим штучное время на нанесение одного слоя смазки: ,


.Штучное время на выкладку одного слоя

Следующий процесс - это процесс выкладки слоев на ФОП:

-            подготовка рабочего места, материалов и инструмента;

-       раскрой и укладку необходимого количества разделительной пленки;

-       раскрой необходимого количества препрега с помощью линейки или шаблона, ножа или ножниц;

-       укладку заготовок препрега на поверхность стола в соответствии со схемой ориентации волокон, удаление разделительной пленки;

-       отмер и обрезку необходимого количества разделительной пленки и укладывание ее на пакет;

-       укладывание цулаги;

-       отмер и обрезку необходимого количества стеклоткани для дренажного слоя и обмотку дренажных трубок;

-       укладывание дренажной ткани;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-       уборка рабочего места, материалов, инструментов и чертежей.

Для гладкой оснастки небольшой кривизны: ,


4.Штучное время на герметизацию формообразующей поверхности

Этот этап включает в себя следующие операции:

-   подготовка рабочего мест, материалов и инструмента;

-       подготовка склеиваемых поверхностей оснастки и вакуумного мешка;

-       укладка по периметру формы герметизирующего жгута;

-       укладка вакуумного мешка на форму;

-       прикатка роликом в местах склейки;

-       проверку герметичности ФОП;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-       отправку ФОП в автоклав;

-       уборка рабочего места.

Штучное время на герметизацию определяется по формуле (3.1), где S- длина герметичного шва, м.

,

5. Штучное время на изготовление вакуумного мешка

         Операция по изготовлению вакуумного мешка включает следующие операции:

-            подготовка рабочего места материалов и инструментов;

-       отмеривание необходимого количества вакуумной ткани;

-       подготовка поверхности к склеиванию;

-       нанесение двух слоев клея или герметика на склеиваемые поверхности;

-       соединение склеиваемых поверхностей и прикатка роликом;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-            уборка рабочего места, материалов и инструментов.

Для оснастки площадью до 250 дм2: ,


А поскольку в нашем случае площадь оснастки больше 250 дм (320дм), то на каждые следующие 100 дм прибавляют 20 мин, т.е. =149,3 мин

После расчета времени на отдельные операции, можно определить суммарное штучное время, которое необходимо затратить на выкладку нижней панели, оно будет равно сумме отдельных операций, т.е.

+, где

-       - штучное время на подготовку поверхности металлической ФО;

-       - штучное время на нанесение одного слоя разделительной поверхности;

-       - штучное время на выкладку одного слоя;

-       - штучное время на герметизацию формообразующей поверхности;

-       - штучное время на изготовление вакуумного мешка.

Значит н=159,2+2·51,4+20·43,3+67,2+149,3=1344,5 (мин)=22ч45мин

В расчет суммарного штучного времени не входит время, затрачиваемое на укладку заготовок пленочного клея ВК-41, сот и пенополиуретановых вкладышей, в связи с отсутствием эмпирических коэффициентов.

Расчет штучного времени для верхней обшивки створки шасси

Для нахождения штучного времени необходимо предварительно определить площадь  и периметр  формуемой оснастки:

.

.

.Штучное время на подготовку металлической ФО поверхности

Подготовка оснастки включает в себя следующие операции:

-            установка оснастки на рабочем месте, подготовка материалов и инструментов;

-       удаление остатков связующего, дренажного и разделительного слоев с помощью скребка или ножа;

-       выравнивание ФОП с помощью специальных паст;

-       протирку поверхности ФОП смоченной в бензине салфеткой;

-       предъявление оснастки мастеру или в БТК;

-       уборка рабочего места, материалов и инструментов.

Для металлической гладкой оснастки небольшой кривизны площадью больше 250 : ,


.Штучное время на нанесение одного слоя разделительной поверхности

Нанесение разделительного слоя включает в себя следующие технологические операции:

-            подготовка рабочего места, материалов и инструмента;

-       нанесение разделительного слоя на защищаемую поверхность;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-            уборка рабочего места, материалов и инструментов.

В качестве разделительного слоя выберем антиадгезионную смазку типа К-21. После нанесения первого слоя покрытие повторяют через 15-20 мин., а затем высушивают в термошкафу в течение двух часов при температуре 200º. Определим штучное время на нанесение одного слоя смазки: ,


3.Штучное время на выкладку одного слоя

Следующий процесс - это процесс выкладки слоев на ФОП:

-            подготовка рабочего места, материалов и инструмента;

-       раскрой и укладку необходимого количества разделительной пленки;

-       раскрой необходимого количества препрега с помощью линейки или шаблона, ножа или ножниц;

-       повторение 2-х предыдущих операций в зависимости от количества выкладываемых слоев;

-       отмер и обрезку необходимого количества разделительной пленки и укладывание ее на пакет;

-       укладывание цулаги;

-       отмер и обрезку необходимого количества стеклоткани для дренажного слоя и обмотку дренажных трубок;

-       укладывание дренажной ткани;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-       уборка рабочего места, материалов, инструментов и чертежей.

Для гладкой оснастки небольшой кривизны: ,


4.Штучное время на герметизацию формообразующей поверхности

Этот этап включает в себя следующие операции:

-            подготовка рабочего мест, материалов и инструмента;

-       подготовка склеиваемых поверхностей оснастки и вакуумного мешка;

-       укладка по периметру формы герметизирующего жгута;

-       укладка вакуумного мешка на форму;

-       прикатка роликом в местах склейки;

-       проверку герметичности ФОП;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-       отправку ФОП в автоклав;

-       уборка рабочего места.

Штучное время на герметизацию определяется по формуле (3.1), где S- длина герметичного шва, м.

,


5. Штучное время на изготовление вакуумного мешка

         Операция по изготовлению вакуумного мешка включает следующие операции:

-            подготовка рабочего места материалов и инструментов;

-       отмеривание необходимого количества вакуумной ткани;

-       подготовка поверхности к склеиванию;

-       нанесение двух слоев клея или герметика на склеиваемые поверхности;

-       соединение склеиваемых поверхностей и прикатка роликом;

-       предъявление результата работы мастеру или в БТК;

-            уборка рабочего места, материалов и инструментов.

Для оснастки площадью до 250 дм2: ,


А поскольку в нашем случае площадь оснастки больше 250 дм (320дм), то на каждые следующие 100 дм прибавляют 20 мин, т.е. =161 мин.

После расчета времени на отдельные операции, можно определить суммарное штучное время, которое необходимо затратить на выкладку верхней панели, оно будет равно сумме отдельных операций, т.е.

+

где

-       - штучное время на подготовку поверхности металлической ФО;

-       - штучное время на нанесение одного слоя разделительной поверхности;

-       - штучное время на выкладку одного слоя;

-       - штучное время на герметизацию формообразующей поверхности;

-       - штучное время на изготовление вакуумного мешка.

Значит в=187,1+2·58,2+20·50,5+72,2+161=1546,7 (мин)=25ч47мин

В расчет суммарного штучного времени не входит время, затрачиваемое на укладку заготовок пленочного клея ВК-41, сот и пенополиуретановых вкладышей, в связи с отсутствием эмпирических коэффициентов.

Суммарное штучное время, затрачиваемое на выкладку двух обшивок панели:

=в+н

=1546,7+1344,5=2891,2(мин)=48ч12мин.

4. Формование изделия

Методы формования изделий из композиционных материалов многообразны и их применение зависит от назначения изделия, его габаритных размеров, типа и состава связующего, и других факторов. Методы формования можно условно разделить на три группы:

¾    контактное формование (КФ);

¾      упругое формование;

¾      формование в жестких формах (ФЖФ).

Определяющим при выборе вида формования, является объемное содержание наполнителя, которое обуславливается в основном, назначением детали: является она высоконагруженной или нет.

Каждый из вышеперечисленных методов характеризуется тремя параметрами: временем, давлением формования, температурой.

Панель створки шасси испытывает высокий уровень нагрузок и является ответственным элементом конструкции самолета. Заданное содержание армирующего материала  обеспечиваем автоклавным методом формования.

Температурный режим формования выбираем в соответствии с оптимальным температурным режимом формования связующего ЭНФБ.

Давление формования для нижней обшивки определим по формуле (4.1)[2]:

,                        (4.1)

где: - минимальная вязкость связующего ЭНФБ;

 - время сохранения минимальной вязкости при температуре 60º;

 - толщина монослоя;

 - относительное объемное содержание армирующего материала в КМ;

 - относительное объемное содержание армирующего материала в препреге;

 - плотность материала арматуры;

 - количество слоев препрега в изделии;

 - поверхностная плотность армирующего материала.

Определим расчетное давление для формования верхней обшивки панели.

Коэффициенты, входящие в формулу (4.1), будут иметь следующие значения: , 15(мин), , , , , , .

График режима формования приведен на рис. 4.1.

Рис.4.1 Графики зависимости давления от времени формования и температуры от времени формования

Поскольку верхняя обшивка формуется из той же ткани и с тем же связующим, что и нижняя, то давление формования будет таким же и равняться 0,63МПа. Формование производим также в автоклаве. График режима формования верхней обшивки будет соответствовать графику режима формования нижней обшивки, который представлен на рисунке 4.1.

График зависимости температуры от времени формования условно разбивается на пять участков.

на первом участке подъема температуры скорость подъема выбирается из максимально возможной, исходя из мощности оборудования. Но ограничивая ее тем, что в момент начала гелеобразования температурное поле должно быть равномерно. Скорость подъема 1°С/мин, время подъема 110 мин, подъем до 130°С, давление вакуумное(0,08МПа);

второй участок (участок первой температурной выдержки) - предназначен для обеспечения выхода летучих продуктов для получения сплошной безпористой структуры. Выход летучих должен быть свободным. Температура выдержки на данном участке выбирается из температуры выхода летучих продуктов, но не само ее значение, а близкое к ней, без допущения вскипания связующего. Время выдержки 60 мин, при температуре 130° С;

третий участок (участок второго подъема температуры) - возникают остаточные технологические напряжения. Для обеспечения их минимума за счет перепада температур скорость увеличения температуры выбирается для стеклопластика 2°С/мин. Время подъема 25 мин, подъем до температуры 175°С, давление автоклавное 2,51 МПа;

четвертый участок (вторая температурная выдержка)- время выдержки 95 мин, давление автоклавное;

пятый участок(охлаждение) - время охлаждения 130 мин, при скорости снижения температуры 2°С/мин.

В технологическом процессе производства изделия еще один процесс формования требует рассмотрения - приклейка сотового заполнителя и вкладышей. Этот процесс проводится в термопечи без приложения давления в соответствии с температурным режимом отверждения клея ВК-41. График температурно-временного режима формования приведен на рис. 4.2.

Рис 4.2 График зависимости температуры от времени при приклеивании сотового заполнителя и вкладышей

5. Механическая обработка изделия

Механическая обработка панели створки шасси состоит из двух этапов:

¾      обрезке технологических припусков отформованных деталей;

¾      сверлении отверстий.

Причем обрезка припусков производится для обеих обшивок отдельно после процесса формования, а сверление отверстий - после сборки.

.1 Обрезка технологических припусков

Для разрезания изделий из композиционных материалов рекомендуют использовать абразивные круги из карборунда на вулканитовой и бакелитовой связке, а также алмазные отрезные круги. Частота вращения 2500…3500 об/мин. Рекомендуемые подачи составляют 0,5…5,0 м/мин., в зависимости от толщины композиционного материала. ТП описан в приложении.

Выберем минимальное значение подачи S= 0,5 м/мин и рассчитаем штучное время на обрезку технологического припуска по формуле (5.1):

,                                                              (5.1)

где:   - длина обрезаемого припуска, равная периметру детали м;

- подача станка при резании.

Кроме этого в эту операцию также входит удаление наплывов смолы, вспененных компонентов связующего по периметру детали и глянца смолы на отформованной поверхности при помощи шкурки наждачной.

В случае обнаружения незначительных дефектов типа раковин, вмятин производят шпатлевку клеем ВК-9 (ПИ 1.2.178-81) с последующим горячим или холодным отверждением.

5.2 Сверление отверстий

Трудоемкость операций сверления составляет 70 - 80 % от общей сложности процесса механической обработки.

Для сверления стеклопластиковой панели выберем сверло из твердого вольфрамокобальтового сплава ВК8 со следующими геометрическими параметрами:

¾      угол при вершине сверла ;

¾      передний угол сверла ;

¾      задний угол сверла .

При выборе подачи сверла необходимо учитывать требования к шероховатости обрабатываемой поверхности, недопущение сколов материала и его вспучивания при входе и выходе сверла из отверстий и прижогов на поверхности детали режущей части сверла. При малых значениях подач сколы отсутствуют, но сверло интенсивно нагревается за счет трения. В результате этого на поверхностях отверстия и сверл образуются прижоги. При больших значениях подач появляются сколы вокруг отверстия на выходе сверла, повышается шероховатость поверхности.

Следовательно, нужно выбирать такие оптимальные значения параметров сверления, чтобы свести к минимуму недостатки и погрешности которые могут быть вызваны данным способом механической обработки. Выберем величину подачи 0,4 мм/об в соответствии с требуемой шероховатостью.

Расчетное значение скорости резания при сверлении КМ определим по формуле (5.2)[2]:

,                                          (5.2)

где:   с - коэффициент, учитывающий влияние режущего инструмента, с=10,6;

x, m, y - показатели степени, учитывающий влияние обрабатываемого материала, x= 1,30, m= 0,08, y= 0,93;

d- диаметр сверла, d= 12мм;

Т- период стойкости инструмента, T= 45мин;

S- подача, S= 0,4 мм/об.

Численное значение  будет равняться:

 (м/мин).

Уточненное значение скорости резания с помощью поправочных коэффициентов можно определить по формуле (5.3)[2]:

,                         (5.3)

где:  - коэффициент, учитывающий период стойкости, ;

 - коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента, ;

- коэффициент, учитывающий угол при вершине сверла, ;

 - коэффициент, учитывающий передний угол режущей кромки сверла, ;

 - коэффициент, учитывающий задний угол режущей кромки сверла, ;

Численное значение уточненной скорости равно:

 (м/мин).

По полученному значению скорости резания определим значение частоты вращения шпинделя станка:

(об/мин).

Рассчитаем штучное время для образования одного отверстия диаметром 12 мм по формуле (5.4)[4]:

,                                                                 (5.4)

где:   - глубина получаемого отверстия  мм;

- соответственно подача и частота вращения шпинделя станка при сверлении.

Итак, учитывая полученные выше необходимые численные значения, посчитаем штучное время для образования 4-х отверстий:

 мин.

После окончания процесса механической обработки производят контроль, окраску и маркирование в соответствии с нормативными документами.

6.Окончательная сборка изделия

Окончательной сборке предшествует предварительная сборка, целью которой является проверка соответствия габаритных размеров обшивок, точность высоты сотового заполнителя и размеров вкладышей. Процесс проведения предварительной сборки описан в Приложении.

Сборка панели производится из готовых деталей: верхней обшивки, нижней обшивки, приклеивания сотового заполнителя и вкладышей. В данном случае сборка панели производится способом «сухое»+ «сухое», используя клей ВК-41 для склеивания верхней и нижней обшивок.

После устранения возможных дефектов, выявленных при предварительной сборке производится окончательная сборка.

Приклейка сотового заполнителя осуществляется в следующей последовательности:

¾ подготовка поверхностей склеиваемых деталей;

¾      на плоскость обшивки по соответствующей разметке в местах приклеивания сотового заполнителя и вкладышей укладывают предварительно раскроенные заготовки пленочного клея ВК-41;

¾      устанавливают соты и вкладыши и закрепляют при помощи липкой ленты;

На готовую панель устанавливаются металлические крепления, посредством болтового соединения.

7. Контроль качества изделия

Качество изготовления деталей и конструкций обеспечивается соблюдением правил КД и технологических режимов на всех этапах изготовления.

В процессе изготовления конструкций контролю подлежат:

) технологическая оснастка (наличие входящих элементов, чистота формообразующей поверхностей и соответствие геометрическим размерам детали);

) применяемые основные материалы подлежат входному контролю на соответствие свойств материалов паспортным данным, наличие бирок и паспортов;

) основные технологические операции (приготовление связующего, изготовление препрегов, выкладки слоев препрега и сотового заполнителя в соответствии с требованиями КД и инструкций, герметичность вакуумного мешка и соблюдение режимов формования согласно требованиям инструкции).

Контроль готовой детали и конструкции на соответствие требованиям КД включает:

) контроль внешнего вида и контура - контролируется качество поверхности конструкции, соответствие контуров конструкции разметке на оснастке и прилегание ее к формообразующей поверхности оснастки;

) неразрушающий контроль качества по инструкции ПИ 1.4.1485-85 «Контроль неразрушающий неразъемных соединений конструкций из ПКМ»;

) контроль механических свойств пластика производить согласно ТИ 59-1110-92 «Механические испытания образцов из полимерных композиционных материалов».

) контроль геометрических размеров;

) контроль массы конструкции.

В процессе изготовления и эксплуатации трехслойных сотовых конструкций возможно появление следующих дефектов, подлежащих устранению:

) нарушение лакокрасочного покрытия;

) оголенная структура ткани;

) складки, вмятины, царапины, утяжки, порезы, трещины;

) расслоение в обшивках, силовых поясах и кромках детали;

) отслоение между обшивкой и сотовым заполнителем;

) проколы и пробоины.

В случае обнаружения перечисленных дефектов, они устраняются методом, рекомендованным технологом.

Изготовленные детали и конструкции должны маркироваться согласно требованиям КД.

Список использованной литературы

1.     А.В. Гайдачук, Я.С. Карпов, В.В. Кириченко, В.Т. Щербаков «Армирующие материалы и связующее для композитов», Харьков «ХАИ», 1991г., 86с.

2.       О.В. Ивановская, М.А.Шевцова Учебное пособие по лабораторному практикуму «Производство изделий из полимерных композиционных материалов», Харьков «ХАИ», 2005г.,83с

.        А.А.Вамболь, М.А.Шевцова Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию «Технология производства изделий из композиционных материалов», Харьков «ХАИ», 2005г.,28с

.        С.А. Бычков, О.В. Гайдачук, В.Е. Гайдачук, В.Д. Гречка В.Н. Кобрин Учебное пособие «Технология производства летательных аппаратов из композиционных материалов, Киев, 1995г., 374с.

.        Я.С. Карпов, О.В. Ивановская Учебное пособие «Композиционные материалы: компоненты, структура, переработка в изделия», Харьков «ХАИ», 2001г., 152с

Похожие работы на - Технология изготовления панели с сотовым заполнителем

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!