Панель обшивки внутреннего закрылка

Курсовой проект

Панель обшивки внутреннего закрылка.

Содержание:

1. Конструктивно-технологический анализ композиционного изделия

1.1. Описание конструкции изделия и его взаимосвязи с другими деталями,

составляющими агрегат

1.2. Оценка технологичности конструкции

1.3. Разработка технологических условий на изделие из КМ

2. Выбор и обоснование технологической схемы производства изделия

2.1. Выбор метода придания формы изделия

2.2. Выбор метода формования

2.3. Составление номенклатуры оснастки для придания формы и процесса

формования

2.4. Выбор необходимого оборудования

2.5. Схема увязки оснастки

2.6. Расчет ожидаемой точности изготовления

3. Разработка технологического процесса изготовления изделия из ПКМ

3.1. Расчет (выбор) технологических режимов

3.2. Выбор вспомогательных материалов для реализации технологического процесса

3.3. Составление карт раскроя препрега

3.4. Разработка маршрутного и операционного технологического процессов. Заполнение маршрутных и операционных карт технологического процесса

4. Разработка технологической оснастки

4.1. Разработка эскизного проекта формозадающей оснастки (оправки)

4.2. Разработка технических условий на оснастку

4.3. Разработка сборочного чертежа общего вида оснастки со спецификацией

4.4. Разработка чертежа оной из деталей оснастки (деталировка)

4.5. Описание оснастки и способа ее изготовления

Список используемой литературы

Приложение

1. Конструктивно-технологический анализ композиционного изделия.

1.1.                  Описание конструкции изделия и его взаимосвязи с другими деталями, составляющими агрегат.

Крыло имеет внутренние и внешние закрылки. Внутренний закрылок расположен на центроплане между фюзеляжем и гондолой шасси, а внешний - на ОЧК между гондолой и элероном.

Рис.1.

Каждый закрылок приводится в движение двумя подъемниками, расположенными на его концах. Подъемники крепятся к кронштейнам, установленным на третьем лонжероне крыла. Каждый закрылок состоит из основного звена и дефлектора. Основное звено является главной силовой частью закрылка. Оно навешивается на крыло с помощью рельсов, перемещающихся между роликами кареток, неподвижно закрепленных на крыле. Дефлектор служит для образования двух щелей при выпущенном положении закрылка. Дефлектор перемещается по рельсам, закрепленным на основном звене. Ширина щели зависит от угла отклонения закрылка. В убранном положении дефлектор прижат к основному звену и закрыт снизу пружинной створкой с уплотнительным резиновым профилем. Отклонение закрылков на взлете и посадке увеличивает несущую способность крыла, в результате чего снижаются взлетно-посадочные скорости и соответствующие им дистанции.
Основное звено закрылка состоит из:

  верхней и нижней обшивок,

  обшивки носка,

  двух лонжеронов балочной конструкции,

  набора нервюр и диафрагм,

  кронштейнов крепления кареток и подъемников.

Нервюры по основным опорам закрылка являются силовыми. Рядовые нервюры состоят из прессованных поясов, соединенных подкрепленной стойками стенкой. Дефлектор состоит из обшивки, лонжеронов, нервюр, диафрагм и кронштейнов.

Рис.2.

Основные технические данные:

Закрылок должен соответствовать требованиям технических условий и комплекта конструкторской документации.

Условия эксплуатации:

Рабочая среда – воздух; температура поверхности от – 60о до + 80о С.

Выпуск закрылков влечет следующие последствия:

1. Уменьшается значение минимальной скорости горизонтального полета (скорости сваливания). Выпуск закрылков увеличивает диапазон рабочих значений коэффициента подъемной силы, или, что тоже самое, увеличивает критический угол атаки, т.е. "отодвигает" значение критического угла атаки к более высокому значению.

2. Увеличивается значение угла установки крыла для той части крыла, на которой установлены закрылки.

3. Увеличивается крутка крыла, т.к. на большинстве самолетов закрылки установлены на внутренней части и отсутствуют на внешней.

4. Увеличивается сопротивление.

5. Изменяется балансировочная скорость. Это нежелательный побочный эффект, зависящий от многих факторов и по-разному проявляющийся на разных самолетах.

6. Уменьшается максимальная допустимая скорость горизонтального полета. Так как существует ограничение скорости по прочности закрылков.

Угол отклонения внутренних закрылков - 35 градусов.

Рис.3.

1.2. Оценка технологичности конструкции.

Технологичность- свойство конструкции, заложенное в ней при проектировании и позволяющей получить наиболее рациональными способами изделие с высокими эксплутационными качествами при наименьших затратах труда, средств  и материалов.

Все технологические требования, которые должны быть учтены в процессе конструирования машины, способствующие повышению её технологичности, могут быть разделены на две группы.

Первая группа требований способствует повышению производственной технологичности, связанной с улучшением производственных показателей, таких, как себестоимость, трудоёмкость, материалоёмкость и др.

Вторая группа требований способствует повышению эксплутационной технологичности, связанной с повышением надёжности, стабильности работы и ремонтопригодности машины.

Конструктивно-технические требования для деталей и подсборок из ПКМ.

Детали из ПКМ на связующем УП-2227 должны изготавливаться по ТИ – 0209 – 95. Связующее УП-2227 должно поставляться по ТУ – 6-05-241-416-90. Отсек сотовый, обшивки из ПКМ, должны изготавливаться по ТИ – 0132 – 94 на клеях ВК – 51, ВК – 51А, ВКВ – 3, ВК – 36. Сотовый заполнитель, растянутый и обработанный по толщине, поступающий на сборку, должен соответствовать требованиям чертежа и ТУ1 – 596-103-82.

Допуски на высоту сотового заполнителя ± 0,1 мм. Количество стыков сотового заполнителя – согласно схеме раскроя. В случае отсутствия  схемы количество стыков определять исходя из максимальных размеров сотоблоков в поставке по ТУ – 596-103-82.

На образцах-свидетелях, изготовленных из технологического припуска деталей и подсборок из ПКМ, должны быть проведены испытания на отрыв клеевого соединения обшивки с сотами по ОСТ, для монолитных деталей на сжатие и на растяжение по ГОСТ.

Массу деталей и подсборок из ПКМ в процессе их изготовления определять с припуском (обшивки, лонжероны), обрезаемым после склейки. Контроль массы производить с технологическим припуском, превышение массы детали по сравнению с теоретической массой должно быть не более 7%. Погрешность измерения массы – 0,3%.

На первых 3х комплектах агрегатов провести проверочный контроль толщин деталей из ПКМ, на основании которого провести корректировку длин крепежа, чертежных размеров и массы детали. Проверочный контроль толщин не указанных деталей на последующих комплектах производить на каждом 10м комплекте. Измерение толщин производить для деталей площадью до 1 м2  шагом 100x100 мм; более 1 м2  шагом 150x150 мм.

При изготовлении детали из ПКМ на связующем УП-2227 не допускаются сквозные трещины и механические повреждения с видимым повреждением волокон наполнителя. На деталях и подсборках из ПКМ и на сотовом отсеке допускаются такие отклонения как:

- наплывы связующего с последующей зачисткой;

- расслоения; отпечатки заклепок и стыков с поверхности оснастки, стыков и нахлестов в формирующих элементах цулаг, дренажных и адгезионных слоев;

- царапины на поверхности детали;

- частичное незаполнение связующим поверхностного слоя в виде разнотонности поверхности; видимые включения смолы, наплывы связующего, высотой не более 10% от теоретической толщины;

- видимые включения волокон и кусочков препрега; выкрашивание отдельных волокон;

- коробление обшивок, устраняемое равномерно приложенным давлением не более 0,2x105 Па (0,2 кгс/см2) ± 1%;

- складки на деталях в местах радиусов скругления по всей длине дуги радиуса;

- поднятие обшивки в углах, устраняемое нажатием руки;

- разнотонность деталей;

- непроклеи обшивок с сотовым заполнителем.

Применение деталей с данными отклонениями оформляются документацией, действующей на заводе изготовителе, и согласовывается с разработчиком и независимой инспекцией.

На подсборки закрылка, выходящие на наружную поверхность должны быть составлены этикетки по ГОСТ 27693-88.

Этикетки и эскиз закрылка, с указанием расположения сотового отсека, приложить к паспорту на агрегат. К этикеткам приложить оформленные карты состояния обшивок и сотового отсека, которые должны содержать:

- эскиз подсборки;

- общую площадь подсборки;

- фактическую толщину обшивки;

- координаты зон ступенчатого перехода толщин обшивок;

- марку материала обшивок (наполнителя и связующего);

- размер стороны ячейки и материал сотового заполнителя;

- размеры и координаты всех выявленных отклонений и отремонтированных участков с указанием документа, допускающего деталь в эксплуатацию;

- номер машины, на которую установлена подсборка.

1.3. Разработка технологических условий на изделие из КМ.

Материалы и полуфабрикаты, применяемые при изготовлении закрылка, должны быть подвергнуты входному контролю в соответствии с требованиями ГОСТа и технической документации, действующей на предприятии изготовителе. Форма и качество обводов закрылка должны соответствовать 74.00.0000.001. – ТУ. Основными нормативными документами на изготовление неметаллических частей закрылка являются:

- на изготовление обшивок и лонжеронов из сочетания ЭЛУР-ПА;

- на связующем УП-2227;

- на изготовление системы молниезащиты;

- окраска деталей из ПКМ;

- на механообработку сотового заполнителя и деталей из ПКМ;

- на склеивание деталей;

- на заделку торцов сот полимерными заполнителями;

- на контроль качества склеиваемых деталей из ПКМ;

- контроль неразрушающий неразъемных соединений конструкций из ПКМ.

При установке агрегатов на изделие должны быть смазаны смазкой «Эра» сферические вкладыши шарнирных подшипников, трущиеся поверхности втулок и болтов в подвижных и неподвижных шарнирных соединениях. Консервирующая смазка с подшипников должна быть удалена перед сборкой.

Масса закрылка – 121,660 ± 1 кг. На металлических деталях не допускаются трещины, забоины, вмятины, заусенцы, нарушения покрытия, следы коррозии и другие дефекты.

При закреплении заклепками деталей из полимерных композиционных материалов не допускается непосредственный контакт замыкающих головок заклепок к деталям из ПКМ. При сборке детали должны устанавливаться без напряжения, обеспечивая прилегание сопрягаемых поверхностей усилием от руки. При этом допускается местный зазор до 0,2 мм. При установке прокладок, указанных в чертежах, произвести их подгонку по месту с зазором не более 0,2 мм с последующим покрытием по чертежу. Сборку закрылка производить в стапеле, обеспечивающем жесткую фиксацию всех узлов и правильное выполнение обводов в соответствии с 74.05.0000.01. – ТУ. Смещение осей лонжеронов, торцевых нервюр и диафрагм от положения заданного чертежом 74.05.3901.300. – допускается до ± 1 мм, при условии сохранения точности обводов по 74.05.0000.01. – ТУ. Агрегат должен быть взаимозаменяемым на всех сериях основного изделия согласно перечню взаимозаменяемых узлов и агрегатов.

1. Выклейку изготавливать от теоретического контура. Выклейку изготавливать на связующем автоклавным методом.

2. Систему молниезащиты изготавливать по конструкции (теоретическому контуру), с точностью расположения медных прокладок ±15 мм.

3. * - размеры для справок.

4. Предельные отклонения размеров, полученных механообработкой после формования по ОСТ.

5. Пайку производить по ПИ. Припуск для вырезки образцов – свидетелей допускается располагать в других зонах, имеющих ту же укладку препрегов. При этом ориентировка образцов – свидетелей относительно направления укладки препрегов должна быть сохранена.

6. Произвести контрольные испытания образцов - свидетелей, вырезанных из технологического припуска, на растяжение (5 шт.) и на сжатие (5 шт.).

7. Технический припуск для вырезки образцов – свидетелей изготавливать без сетки молниезащиты и клеевой пленки ВК – 36.

2. Выбор и обоснование технологической схемы производства изделия.

2.1. Выбор метода придания формы изделия.

Наиболее простым способом по аппаратурно-техническому оформлению является выкладка, которая применяется для изготовления малонагруженных изделий различных габаритов и конфигураций. Процесс выкладки в большинстве случаев осуществляется вручную, особенно при получении деталей со сложной поверхностью. Он состоит из следующих основных операций (рис.4):

а) подготовка формы для выкладки 1 - удаление загрязнений, остатков отвержденного связующего, ремонт поверхностных дефектов;

Рис.4. Структура технологического пакета при выкладке:

1 – форма; 2 - ограничитель; 3 – антиадгезионный слой; 4- формуемое изделие; 5 - разделительная перфорированная пленка; 6 – впитывающий слой; 7 – цулага; 8 – дренажный слой; 9 - вакуумный мешок; 10 – клапан вакуумной системы; 11 – герметизирующий слой.

б) нанесение на поверхность формы разделительного антиадгезионного слоя 3;

в) послойная  упорядоченная укладка заранее раскроенного и расшлихто­ванного наполнителя в виде тканей, лент или ровинга на поверхность фор­мы с нанесением и  пропиткой связующим каждого слоя 4 и прикаткой неже­стким валиком с целью уплотнения пакета и удаления воздушных включений;

г) формирование технологического пакета, заключающееся в последова­тельной укладке следующих слоев:

- перфорированная разделительная пленка 5,

- впитывающий слой из ткани объемного плетения 6,

- перфорированная цулага 7,

- дренажный слой 8;

д) на последнем этапе на технологический пакет устанавливается вакуум­ный мешок 9 (если последующее формование предполагает создание избыточ­ного давления на формуемое изделие) и герметизируется жгутом 11.

В качестве антиадгезионного слоя используются полимерные пленки и специальные смазки.

Нанесенные напылением или полированием парафиновые покрытия явля­ются превосходными антиадгезионными смазками для композитов, отверждающихся при температурах ниже 121°С. При более высоких температурах парафин вызывает разрушение и обесцвечивание слоистого пластика. В этих случаях рекомендуется применять фторированные углеводороды.

Сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена, используемый в ка­честве антиадгезионной смазки, образует на поверхности формы сплошную пленку. Условием эксплуатации такого покрытия является поддержание темпе­ратуры отверждения не выше 177°С; при более сильном нагреве оно разруша­ется, выделяя высокотоксичный корродирующий фтор.

Политетрафторэтилен ("тефлон") - стабильное полимерное вещество, ко­торое часто вводят в состав антиадгезионных смазок, работающих при темпе­ратуре выше 260°С, Такая смазка не образует на поверхности формы сплошной пленки, но частички "тефлона" обеспечивают надежное сухое смазывание, га­рантирующее отделение от нее отвержденного изделия.

Силиконовые смазки используются до 204°С, однако следует избегать их применения, поскольку они способствуют отслаиванию от КМ вторичных по­крытий и слоев, являясь при этом устойчивыми загрязнителями.

За рубежом выпускается антиадгезионная смазка на базе силановой смолы, которая стабильна до 482°С.

Из полимерных пленок для этих целей применяются пленки из целлофана, лавсана, ПВС, полиэтилена, полиэтилентетрофталата "Майлар", найлона и фторопласта. Использование этих пленок в качестве антиадгезионных и разделительных слоев допускается только с одним изгибом или плоских.

Раскрой наполнителя производится согласно карте раскроя, обеспечивающей максимальный КИМ.

Послойная укладка выкроек должна производиться в строгом соответствии со схемой выкладки, определяющей расположение каждой выкройки на по­верхности формы и направление армирования в каждом слое. При укладке с перекрытием его величина определяется из условия равной прочности одно­слойного ПКМ и соединительного шва на сдвиг.

При выборе материала для изготовления формы одним из основных крите­риев является соответствие температурных коэффициентов линейного расши­рения этого материала и ПКМ.

По значению этого коэффициента ближе всех к композитам стоит сталь. Она обладает и другими ценными свойствами: превосходной износостойкостью, способностью работать при повышенных температурах и хорошей теплопроводностью.

Наиболее благоприятными для изготовления форм свойствами характеризуется керамика. Она имеет самый низкий коэффициент теплового расширения, а по теплостойкости почти не отличается от закаленной инструментальной ста­ли. Однако при температуре окружающей среды керамика хрупкая. Она должна быть защищена от повреждений в процессе обработки - например, стальным кожухом.

Стальные формы с керамическими вставками и без них наиболее широко применяются в производстве высококачественных композиционных материа­лов. Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения керамические вставки обеспечивают высокую точность укладки в форме компонентов слои­стого пластика. Такие формы очень удобны для производства больших партий соотверждаемых конструкций, в которых клеевой шов отверждается одновре­менно с пластиком. Однако дороговизна этой оснастки требует достаточного объема производства изделий, при котором амортизация ее стоимости сохранит конкурентоспособной цену на выпускаемую продукцию. В противном случае для изготовления форм желательно использовать менее дорогие материалы.

Алюминиевые формы относятся к наименее дорогой оснастке, изготовляе­мой из литых и ковких металлов. Несмотря на то, что алюминий имеет луч­шую теплопроводность, чем сталь, полученные из него формы менее долго­вечны и, кроме того, обладают слишком большим температурным линейным расширением.

Получаемые гальванопластикой никелевые формы, используемые более 20 лет, представляют собой плотную конструкцию без пор, с хорошо отполиро­ванной формующей поверхностью. Температурный коэффициент линейного расширения никеля того же порядка, что и у стеклопластиков. Такие формы ус­пешно применяются для формования различных деталей самолетов.

Для успешного применения форм из сталистого чугуна требуется, чтобы толщина всех стенок была почти одинаковой, иначе при термообработке форм, конфигурация и поперечное сечение которых резко изменяются, литой металл может растрескаться или покоробиться. Теплопроводность сталистого чугуна сравнительно низка. В местах изменения толщины стенок формы температура может колебаться в широких пределах, что затрудняет контроль процесса от­верждения формуемого композита.

Страницы: 1, 2