3. Определение величины погрешности базирования при установке обшивки на каркас (рис.10,в) может быть осуществлено с помощью схемы:
Верхняя ветвь характеризует накопление погрешностей при изготовлении пояса каркаса, на который будет устанавливаться обшивка, нижняя ветвь показывает возникновение погрешностей при изготовлении обшивки обтяжкой по пуансону. Погрешность базирования можно рассчитать по формуле:
,
где к1 - коэффициент, учитывающий поджатие обшивки к каркасу, может быть определен по таблице;
к2 - коэффициент, учитывающий способ базирования деталей каркаса при сборке непосредственно самого каркаса.
3. Разработка технологического процесса изготовления изделия из ПКМ.
3.1. Расчет (выбор) технологических режимов.
Технологический процесс разработан на основе технологических инструкций ТИ – 02909-02 «Изготовление деталей из стекло – угле - органопластика и гибридных материалов на связующем УП - 2227». Изготовление деталей из ПКМ проводить в сухом чистом помещении при температуре воздуха 15-25 оС и относительной влажности не более 75%. помещение должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией и местными отсосами. Замер температуры рабочей зоны и относительной влажности производит мастер производственного участка и контролирует БТК перед началом работы. Результаты заносятся в журнал. При отклонении параметров производственной среды от предельно-допустимого значения необходимо сообщить руководству СП «КАПО - Композит» и принять следующие меры:
- мастеру остановить изготовление деталей;
- контролеру БТК принять меры, исключающие возможность попадания деталей на дальнейшую сборку, выписать ведомость замечаний и акт об анализе и устранении отклонений. Комиссии по качеству произвести оценку ситуации и определить ее влияние на продукцию и принять решение об оформлении «Акта извещения на устранение отклонений».
- комиссии по качеству провести анализ причины отклонения параметров, составить мероприятия для предупреждения повторного возникновения сбоя параметров производственной среды;
- при достижении параметров соответствующих предельно-допустимым значениям работу восстановить с записью в журнале параметров среды.
Уборку рабочего места проводить ежедневно в конце рабочего дня влажным способом или пылесосом.
Все оборудование и оснастка должны быть исправны, заземлены и защищены от статического электричества. Обработка деталей из ПКМ ручным механизированным инструментом (зашкуривание, сверление) работа должна проводиться пневматическими ручными машинами, оборудованными местными отсосами. Для работы использовать только исправный и замаркированный инструмент.
Правила работы с эпоксидными смолами.
Работа с растворителями, клеями, эпоксидными смолами и герметиками относятся к категориям пожароопасных, оказывающих токсическое действие на организм. Во избежание случаев загорания запрещается: работать при отключенной вентиляции; кружки с клеем, герметиком и растворителями ставить вблизи нагревательных устройств; держать открытыми без надобности кружки с клеем, растворителем; выкручивать салфетки и опускать в растворитель сразу после обезжиривания; загромождать проходы к передвижным средствам пожаротушения, согласно нормам.
К работе с растворителями, клеями, эпоксидными смолами и герметиком допускаются лица имеющие спецодежду и индивидуальные средства защиты.
Охрана окружающей среды.
Отходы ЛВЖ по мере накопления сдавать в цех 61 с последующей утилизацией. Протировочная ветошь собирается в специальную тару и сдается в цех 61. Отходы препрегов, пленочных клеев, связующих паст - складывать в герметически закрываемые бидоны и вывозить в цех 61 на специальную площадку. Тара должна быть замаркирована.
3.2. Выбор вспомогательных материалов для реализации технологического процесса.
Наименование вспомогательных материалов:
1. Стеклоткань Т – 13 – для дренажа;
2. Лента мягкая ЛТ – 19;
3. Антиадгезионная смазка К – 21;
4. Уплотнительный жгут 51Г – 27;
5. Пленка полиэтиленовая;
6. Пленка полиамидная ППНТ – для вакуумного чехла;
7. Пленка фторопластовая шириной 300 мм;
8. Пленка пропиленовая;
9. Бумага;
10. Нефраг с присадкой «Сигбол»;
11. Салфетки;
12. Ацетон технический;
13. Шпагат;
14. Ткань, фильтрованная из синтетических нитей (лавсановая) арт.56208;
15. Нефрас чистый;
16. Перчатки х/б – 1 пара на 1го человека.
Наименование основных материалов:
1. Стеклоткань Т – 1080 – препрег;
2. Лента углеродная ЭЛУР – П – А – препрег;
3. Связующее УП – 2227;
4. Клеевая пленка ВК – 36;
5. Сетка медная вязанная СВ – 2;
6. Стеклоткань – Т – 10/2 – 80.
3.3. Составление карт раскроя препрега.
1. Перед раскроем выдержать препрег при температуре цеха не менее 2х часов (в случае хранения его в холодильнике).
2. Обрезать кромки шириной 15 – 20 мм с 2х сторон.
3. Произвести раскрой препрега на заготовки (полиэтиленовую пленку не снимать) по шаблону, учитывая направление армирования ткани, согласно схеме раскроя.
3.4. Разработка маршрутного и операционного технологического процессов. Заполнение маршрутных и операционных карт технологического процесса.
Маршрутная карта. Наименование и содержание операций.
1. Комплектовочная.
2. Контроль материалов.
3. Подготовка термостатирования оснастки.
4. Контрольная.
5. Подготовка молниезащитной системы.
6. Контроль раскроя молниезащитной системы.
7. Пайка.
8. Контрольная.
9. Окончательный контроль молниезащитной системы.
10. Раскройная для деталей 1го перехода.
11. Выкладка для деталей 1го перехода.
12. Контрольная.
13. Изготовление вакуумного чехла.
14. Автоклавное формование.
15. Контроль параметров формования.
16. Распрессовка.
17. Контрольная.
18. Раскройная для деталей 2го перехода.
19. Окончательная выкладка для деталей 2го перехода.
20. Контрольная.
21. Изготовление вакуумного чехла.
22. Автоклавное формование для деталей 2го перехода.
23. Контроль параметров формования.
24. Распрессовка.
25. Контрольная.
26. Раскройная для деталей 3го перехода.
27. Выкладка окончательная для деталей 3го перехода.
28. Контрольная.
29. Изготовление вакуумного чехла.
30. Окончательное автоклавное формование.
31. Контроль параметров формования.
32. Распрессовка.
33. Вырез образцов – свидетелей.
34. Контрольная.
35. Механическая обработка.
36. Неразрушающий контроль.
37. Контроль внешнего вида и геометрических размеров.
38. Определение массы.
39. Покрытие.
40. Окончательная маркировка.
41. Окончательный контроль.
42. Предъявление деталей по форме 21.
43. Упаковка.
44. Хранение и транспортировка.
4. Разработка технологической оснастки.
4.1. Разработка эскизного проекта формозадающей оснастки (оправки).
4.2. Разработка технических условий на оснастку.
1. Форму детали 1 предварительно обработать на СПУ, окончательно по шаблонам.
2. Все острые кромки притупить R 1…3.
3. На плите нанести контур обшивки (чистовой), контур обшивки с припуском с информацией, с учетом КТЛР – 0,2%. Нанести все указанные риски с информацией. Разметку контуров обшивки производит цех 31. Риски нанести глубиной 0,5х60о с заполнением несмываемой тушью.
4. * - размеры для справок.
5. ╧ - заземление. Выбить знак.
6. Маркировать ударным способом, шрифт № 5 вне рабочей зоны.
Правое – изображено; левое – зеркальное отражение.
4.3. Разработка сборочного чертежа общего вида оснастки со спецификацией.
4.4. Разработка чертежа оной из деталей оснастки (деталировка).
Переходник 2725А-12-14
4.5. 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.
Марка стали: А2, А4, Zn Стандарт: ГОСТ 4751 / DIN 580
Марка стали: А2, А4, Zn Стандарт: ГОСТ 7798/ DIN 933 / ISO 4017
Страницы: 1, 2, 3, 4
