RU2445207C1 - Mandrel for making articles from composite materials - Google Patents
Mandrel for making articles from composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445207C1 RU2445207C1 RU2010128186/05A RU2010128186A RU2445207C1 RU 2445207 C1 RU2445207 C1 RU 2445207C1 RU 2010128186/05 A RU2010128186/05 A RU 2010128186/05A RU 2010128186 A RU2010128186 A RU 2010128186A RU 2445207 C1 RU2445207 C1 RU 2445207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- mandrel
- flange
- forming part
- composite materials
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов (КМ), а именно оболочек для силовых конструкций, преимущественно деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).The invention relates to the technology of manufacturing parts from composite materials (CM), namely shells for power structures, mainly parts of nozzle blocks of rocket engines for solid fuel (solid propellant rocket engines).
При изготовлении деталей из КМ устанавливают каркас исходного материала на формообразующую оправку для пропитки связующим и последующего отверждения в гидроклаве.In the manufacture of parts from KM, the starting material frame is mounted on a forming mandrel for impregnation with a binder and subsequent curing in a hydroclave.
Известна оправка для изготовления изделий из композиционных материалов, содержащая формообразующую часть, выполненную в виде полого усеченного конуса, крышку и фланец, соединенные, соответственно, с малым и большим торцами формообразующей части (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998 г. - стр. 197, 446, 449, 452) - наиболее близкий аналог.A known mandrel for the manufacture of products from composite materials containing a forming part made in the form of a hollow truncated cone, a cover and a flange connected, respectively, to the small and large ends of the forming part (see, for example, I.M. Bulanov, V.V. . Sparrow. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials. - M.: Publishing House of MSTU named after NE Bauman, 1998 - pp. 197, 446, 449, 452) - the closest analogue.
Известная конструкция оправки позволяет создать пакет из КМ выкладкой или намоткой на оправку исходного материала для пропитки связующим в пропиточной машине и последующего отверждения в гидроклаве.The known design of the mandrel allows you to create a package of KM laying out or winding on the mandrel of the source material for impregnation with a binder in an impregnation machine and subsequent curing in a hydroclave.
Однако известная конструкция оправки не позволяет обеспечить требуемое качество изготовления изделий из композиционных материалов в гидроклаве с эластичной диафрагмой.However, the known design of the mandrel does not allow to provide the required quality of manufacturing products from composite materials in a hydroclave with an elastic diaphragm.
Так, при пропитке каркаса исходного материала в гидроклаве с эластичной диафрагмой, заполненной связующим, невозможно обеспечить в процессе пропитки вывод излишек связующего из полости между оправкой и эластичной диафрагмой.So, when impregnating the skeleton of the starting material in a hydroclave with an elastic diaphragm filled with a binder, it is impossible to ensure that the excess binder is removed from the cavity between the mandrel and the elastic diaphragm during the impregnation process.
Также при отверждении каркаса исходного материала на такой оправке в гидроклаве с эластичной диафрагмой затруднен в полной мере отвод летучих из каркаса, расположенного в полости между оправкой и эластичной диафрагмой.Also, during curing of the starting material frame on such a mandrel in a hydroclave with an elastic diaphragm, it is difficult to fully remove the volatiles from the framework located in the cavity between the mandrel and the elastic diaphragm.
Кроме того, затруднен съем заготовки с формообразующей части оправки после отверждения каркаса, так как, несмотря на применение различных типов антиадгезионных покрытий, сцепление каркаса с оправкой может быть значительным, особенно при изготовлении раструбов РДТТ, отверждение которых производится под воздействием повышенных температуры и давления.In addition, it is difficult to remove the workpiece from the forming part of the mandrel after curing of the frame, since, despite the use of various types of release coatings, the adhesion of the frame to the mandrel can be significant, especially in the manufacture of RDTT sockets, which cure under the influence of elevated temperature and pressure.
При съеме отвержденного каркаса с оправки возможно частичное разрушение каркаса, например, от ударного воздействия, что не допустимо.When removing the cured frame from the mandrel, partial destruction of the frame, for example, from impact, is possible, which is not permissible.
Таким образом, известная конструкция оправки, практически, не применима для изготовления изделий из композиционных материалов в гидроклаве с эластичной диафрагмой.Thus, the known design of the mandrel is practically not applicable for the manufacture of products from composite materials in a hydroclave with an elastic diaphragm.
Технической задачей данного изобретения является разработка конструкции оправки, позволяющей обеспечить требуемое качество изготовления изделий из композиционных материалов в гидроклаве с эластичной диафрагмой.The technical task of this invention is to develop the design of the mandrel, which allows to provide the required quality of manufacturing products from composite materials in a hydroclave with an elastic diaphragm.
Технический результат достигается тем, что в оправке для изготовления изделий из композиционных материалов, содержащей формообразующую часть, выполненную в виде полого усеченного конуса, крышку и фланец, соединенные, соответственно, с малым и большим торцами формообразующей части, фланец скреплен со съемными отжимным и прижимным кольцами, охватывающими с кольцевым зазором формообразующую часть, при этом полость, образованная между внутренней поверхностью отжимного кольца и наружной поверхностью формообразующей части, сообщена через отверстия, выполненные в ее стенке, с размещенными внутри оправки штуцерами, снабженными запорным вентилем, причем крышка скреплена с охватывающим ее периферийную поверхность кольцом, наружная поверхность которого выступает за контур формообразующей части, образуя в зоне стыка с ним уступ.The technical result is achieved in that in the mandrel for the manufacture of products from composite materials containing a forming part made in the form of a hollow truncated cone, a cover and a flange connected, respectively, to the small and large ends of the forming part, the flange is fastened with removable squeezing and clamping rings covering the forming part with an annular gap, wherein the cavity formed between the inner surface of the squeezing ring and the outer surface of the forming part is communicated through holes made in its wall, with fittings placed inside the mandrel equipped with a shut-off valve, the lid being fastened to a ring covering its peripheral surface, the outer surface of which extends beyond the contour of the forming part, forming a ledge in the junction zone with it.
Кроме того, в отжимном кольце выполнен ряд сквозных резьбовых отверстий для вворачивания технологических винтов до упора во фланец при съеме заготовки с оправки.In addition, a series of through threaded holes are made in the squeeze ring for screwing the process screws all the way into the flange when removing the workpiece from the mandrel.
Отжимное кольцо скреплено с фланцем болтами, головки которых прикрыты прижимным кольцом, скрепленным с отжимным кольцом болтами, головки которых, в свою очередь, прикрыты дополнительным кольцом, крепящимся к отжимному кольцу винтами с потайными головками.The squeeze ring is fastened to the flange with bolts, the heads of which are covered by a pressure ring, fastened to the squeeze ring by bolts, the heads of which, in turn, are covered by an additional ring, which are secured to the squeeze ring by countersunk screws.
Крышка скреплена с охватывающим ее периферийную поверхность кольцом болтами, головки которых прикрыты вторым кольцом, крепящимся к первому кольцу винтами с потайными головками.The cover is fastened with a ring covering its peripheral surface with bolts, the heads of which are covered by a second ring, which are fastened to the first ring with countersunk screws.
Наличие съемного прижимного кольца позволяет надежно закрепить каркас материала у фланца оправки.The presence of a removable clamping ring allows you to securely fasten the frame of the material at the mandrel flange.
Наличие съемного отжимного кольца, скрепляемого с фланцем при установке каркаса материала и открепляемого от фланца перед съемом каркаса с оправки, позволяет при взаимодействии отжимного кольца с фланцем облегчить съем каркаса с оправки.The presence of a removable squeeze ring, fastened to the flange when installing the material frame and detachable from the flange before removing the frame from the mandrel, allows the interaction of the squeeze ring with the flange to facilitate removal of the frame from the mandrel.
Установка прижимного и отжимного колец с кольцевым зазором относительно формообразующей части оправки позволяет обеспечить надежное защемление прижимным кольцом торца каркаса материала в зазоре, а также создать между формообразующей частью и отжимным кольцом полость для накопления и последующего вывода излишек связующего при пропитке или для накопления и последующего вывода летучих веществ, образующихся при отверждении.The installation of the clamping and squeezing rings with an annular gap relative to the forming part of the mandrel allows for reliable pinching by the clamping ring of the end of the material frame in the gap, as well as creating a cavity between the forming part and the squeezing ring for the accumulation and subsequent removal of excess binder during impregnation or for the accumulation and subsequent removal of volatile substances formed during curing.
Сообщение полости, образованной внутренней поверхностью отжимного кольца и наружной поверхностью формообразующей части, через отверстия, выполненные в стенке формообразующей части, с размещенными внутри оправки штуцерами позволяет просто и надежно обеспечить отвод летучих из каркаса КМ при отверждении и отвод излишек связующего при пропитке каркаса в гидроклаве.The communication of the cavity formed by the inner surface of the squeezing ring and the outer surface of the forming part through openings made in the wall of the forming part with fittings located inside the mandrel allows simple and reliable removal of volatiles from the KM carcass during curing and the removal of excess binder during the carcass impregnation in the hydroclave.
Снабжение штуцеров запорным вентилем позволяет регулировать процесс отвода летучих из каркаса КМ при отверждении и отвода излишек связующего при пропитке каркаса в гидроклаве, открывая или закрывая вентиль в нужный момент.Providing the fittings with a shut-off valve allows you to regulate the process of removing volatiles from the KM frame during curing and removing excess binder when the frame is impregnated in the hydroclave, opening or closing the valve at the right time.
Скрепление крышки с охватывающим ее периферийную поверхность кольцом, наружная поверхность которого выступает за контур формообразующей части, образуя в зоне стыка с ним уступ, позволяет обеспечить надежное закрепление каркаса у крышки оправки.The fastening of the cover with a ring covering its peripheral surface, the outer surface of which extends beyond the contour of the forming part, forming a ledge in the junction zone with it, allows for reliable fixing of the frame at the mandrel cover.
Выполнение в отжимном кольце ряда сквозных резьбовых отверстий для вворачивания винтов до упора во фланец при съеме каркаса материала с оправки позволяет наиболее просто отодвинуть отжимное кольцо от фланца, после снятия прижимного кольца, и, соответственно, отделить каркас от формообразующей части оправки без применения ударных нагрузок, что позволяет исключить возможность нарушения целостности каркаса.The execution of a series of threaded threaded holes in the squeeze ring for screwing the screws all the way into the flange when removing the material frame from the mandrel allows you to most easily move the squeeze ring from the flange after removing the clamping ring and, accordingly, separate the frame from the forming part of the mandrel without applying shock loads, which eliminates the possibility of violating the integrity of the frame.
Скрепление отжимного кольца с фланцем болтами, головки которых прикрыты прижимным кольцом, скрепленным с отжимным кольцом болтами, головки которых, в свою очередь, прикрыты дополнительным кольцом, крепящимся к отжимному кольцу винтами с потайными головками, позволяет закрыть отверстия под головки болтов и исключить недопустимое вдавливание эластичной диафрагмы в этих зонах под действием давления рабочей среды при пропитке или отверждении каркаса.The fastening of the squeezing ring with the flange by bolts, the heads of which are covered by a clamping ring, fastened with the squeezing ring by bolts, the heads of which, in turn, are covered by an additional ring, which are secured to the squeezing ring by screws with countersunk heads, allows to close the holes for the bolt heads and to prevent unacceptable pressing in by elastic diaphragms in these areas under the influence of the pressure of the working medium when the frame is impregnated or cured.
Скрепление крышки с охватывающим ее периферийную поверхность кольцом болтами, головки которых прикрыты вторым кольцом, крепящимся к первому кольцу винтами с потайными головками, также позволяет закрыть отверстия под головки болтов и исключить недопустимое вдавливание эластичной диафрагмы в этих зонах под действием давления рабочей среды при пропитке или отверждении каркаса.The fastening of the cover with a ring covering its peripheral surface with bolts, the heads of which are covered by a second ring fastening to the first ring with countersunk screws, also allows you to close the holes for the bolt heads and exclude unacceptable indentation of the elastic diaphragm in these areas under the influence of the working medium pressure during impregnation or curing frame.
На фиг.1 приведена схема оправки в сборе.Figure 1 shows a diagram of the mandrel assembly.
На фиг.2 приведена схема вывода излишек связующего или летучих.Figure 2 shows a diagram of the withdrawal of excess binder or volatile.
На фиг.3 приведена схема взаимодействия отжимного кольца с фланцем.Figure 3 shows a diagram of the interaction of the squeeze ring with the flange.
Оправка для изготовления изделий из композиционных материалов содержит формообразующую часть 1, выполненную в виде полого усеченного конуса, фланец 2 и крышку 3.The mandrel for manufacturing products from composite materials contains a forming
Фланец 2 соединен с большим торцом формообразующей части 1 болтами 4, а крышка 3 соединена с малым торцом формообразующей части 1 болтами 5.The
Оправка снабжена съемным отжимным кольцом 6 и съемным прижимным кольцом 7, скрепленными с фланцем 2, при этом кольца 6 и 7 охватывают формообразующую часть 1 с кольцевым зазором Д.The mandrel is equipped with a
Полость, образованная между внутренней поверхностью отжимного кольца 6 и наружной поверхностью формообразующей части 1, сообщена через отверстия 8, выполненные в стенке формообразующей части 1 (фиг.2), с размещенными внутри оправки двумя диаметрально противоположно расположенными штуцерами 9, каждый из которых снабжен запорным вентилем 10.The cavity formed between the inner surface of the
С крышкой 3 скреплено охватывающее ее периферийную поверхность кольцо 11, наружная поверхность которого выступает за контур формообразующей части 1, образуя в зоне стыка с контуром формообразующей части 1 уступ Е.A
Отжимное кольцо 6 скреплено с фланцем 2 болтами 12, головки которых прикрыты прижимным кольцом 7, скрепленным с отжимным кольцом 6 болтами 13, головки которых, в свою очередь, прикрыты дополнительным кольцом 14, крепящимся к прижимному кольцу 7 винтами 15 с потайными головками.The
В отжимном кольце 6 выполнен ряд сквозных резьбовых отверстий для вворачивания технологических винтов 16 до упора во фланец 2 при съеме заготовки с оправки (фиг.3).In the
Кольцо 11, аналогично креплению прижимного кольца 7 к отжимному кольцу 6, скреплено с крышкой 3 болтами (на фиг. не показано), головки которых, как и головки болтов 5 крепления крышки 3 к формообразующей части 1, прикрыты кольцом 17, крепящимся к кольцу 11 винтами 18 с потайными головками.
При подготовке оправки к работе на формообразующую часть 1 с закрепленным фланцем 2 устанавливают заранее раскроенный каркас исходного материала, изготовленный методом прошивки угольной ткани типа УРАЛ-ТМ-4-22 (не показан).When preparing the mandrel for work on the forming
Устанавливают отжимное кольцо 6, прижимное кольцо 7 и дополнительное кольцо 12, закрепляя каркас материала на формообразующей части 1 у фланца 2.Set the
Затем устанавливают крышку 3, кольцо 11 и кольцо 17, окончательно закрепляя каркас материала на формообразующей части 1.Then install the
После чего размещают в полости оправки емкость для сбора связующего, соединяют емкость со штуцерами 9 ацетиленовыми шлангами (не показано).After that, a container for collecting a binder is placed in the cavity of the mandrel, the container is connected to the
Подготовленная таким образом оправка готова к применению, как при пропитке каркаса исходного материала в гидроклаве с эластичной диафрагмой, заполненной связующим, в этом случае излишки связующего в процессе пропитки удаляются в емкость, так и при отверждении пропитанного связующим каркаса материала в гидроклаве с эластичной диафрагмой, в этом случае из полости между оправкой и эластичной диафрагмой через отверстия 8 в стенке формообразующей части 1 оправки, сообщенные со штуцерами 9, удаляются летучие, образующиеся в процессе отверждения.The mandrel prepared in this way is ready for use, both when impregnating the starting material skeleton in a hydroclave with an elastic diaphragm filled with a binder, in this case, excess binder is removed into the tank during the impregnation process, and when the material impregnated with a binder is cured in a hydroclave with an elastic diaphragm, In this case, from the cavity between the mandrel and the elastic diaphragm through
После проведения пропитки связующим или после отверждения каркас композиционного материала снимается с формообразующей части 1 оправки, при этом до снятия производится частичная разборка оправки, в том числе снимают кольцо 11, убирая упор Е, открепляют прижимное кольцо 7 от отжимного кольца 6 и отсоединяют отжимное кольцо 6 от фланца 2, выворачивая болты 12.After the binder is impregnated or after curing, the composite material frame is removed from the forming
В сквозные резьбовые отверстия отжимного кольца 6 вворачивают технологические винты 16 до упора во фланец 2, при этом отжимное кольцо 6 отходит от фланца 2, воздействует на каркас материала и стремится отделить его от формообразующей части 1 оправки, что существенно облегчает и упрощает съем заготовки, прочность сцепления которой с оправкой после отверждения может быть значительной.
Практическое применение изобретения подтвердило высокую надежность работы оправки для изготовления изделий из композиционных материалов.The practical application of the invention has confirmed the high reliability of the mandrel for the manufacture of products from composite materials.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128186/05A RU2445207C1 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Mandrel for making articles from composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128186/05A RU2445207C1 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Mandrel for making articles from composite materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010128186A RU2010128186A (en) | 2012-01-20 |
RU2445207C1 true RU2445207C1 (en) | 2012-03-20 |
Family
ID=45785126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010128186/05A RU2445207C1 (en) | 2010-07-07 | 2010-07-07 | Mandrel for making articles from composite materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445207C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193818U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-11-15 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Mandrel for making composite shells |
RU2708601C1 (en) * | 2019-06-21 | 2019-12-09 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Method of making articles from composite materials |
RU213241U1 (en) * | 2022-05-04 | 2022-08-31 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Forming mandrel for winding composite material |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299374A1 (en) * | И. Е. Бараник | DEVICE FOR MANUFACTURING SHEETS FROM GLASS-PLASTIC | ||
GB2182412A (en) * | 1985-10-18 | 1987-05-13 | Baj Ltd | The production of pipes |
SU1335480A1 (en) * | 1984-01-30 | 1987-09-07 | Московское Протезно-Ортопедическое Предприятие | Multistation machine for making tubular polymeric articles |
EP0246059A2 (en) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Westinghouse Electric Corporation | Method of forming a joint between a tubular composite and a metal ring |
RU2322352C2 (en) * | 2006-05-15 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Composite-material part manufacturing method |
-
2010
- 2010-07-07 RU RU2010128186/05A patent/RU2445207C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU299374A1 (en) * | И. Е. Бараник | DEVICE FOR MANUFACTURING SHEETS FROM GLASS-PLASTIC | ||
SU1335480A1 (en) * | 1984-01-30 | 1987-09-07 | Московское Протезно-Ортопедическое Предприятие | Multistation machine for making tubular polymeric articles |
GB2182412A (en) * | 1985-10-18 | 1987-05-13 | Baj Ltd | The production of pipes |
EP0246059A2 (en) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Westinghouse Electric Corporation | Method of forming a joint between a tubular composite and a metal ring |
RU2322352C2 (en) * | 2006-05-15 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Composite-material part manufacturing method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БУЛАНОВ И.М., ВОРОБЕЙ В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.197, 446, 449, 452. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU193818U1 (en) * | 2019-05-28 | 2019-11-15 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Mandrel for making composite shells |
RU2708601C1 (en) * | 2019-06-21 | 2019-12-09 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Method of making articles from composite materials |
RU213241U1 (en) * | 2022-05-04 | 2022-08-31 | Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Forming mandrel for winding composite material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010128186A (en) | 2012-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2445207C1 (en) | Mandrel for making articles from composite materials | |
US2782806A (en) | Reinforced pipe joint | |
CA2925880C (en) | Apparatus and method for forming fibre reinforced composite structures | |
EP2567806A1 (en) | Structure comprising a skin and stiffeners and corresponding method of fabrication | |
WO2018075126A8 (en) | Recycled composite materials and related methods | |
RU2016117139A (en) | TAPE CLIP FOR REPAIR OF PIPELINES | |
CN108249064A (en) | A kind of double-wall glass steel tank and its manufacturing process | |
US20170028653A1 (en) | Apparatus and method for forming fiber reinforced composite structures | |
RU177511U1 (en) | SECTION PROTECTIVE CASE | |
NL2018224B1 (en) | Fitting element for use in rehabilitation of pipelines and method for producing the same | |
RU2015143250A (en) | ASSEMBLY WITH REINFORCED PLASTIC RIVET FOR VEHICLE | |
CN106217902A (en) | A kind of automatically spread the device twining technique for Composites Lattice Structure | |
CN114030205B (en) | Packing box and manufacturing method thereof | |
Uhara et al. | Study on the production of the flange by the centrifugal forming method (Part 1) | |
CN107503373B (en) | Prefabricated formula piping lane | |
RU2201343C2 (en) | Method of manufacture of articles from composite materials | |
JP7491916B2 (en) | Method for repairing a pipeline using a liner | |
RU2447990C2 (en) | Method of producing articles from composite materials | |
WO2019103026A1 (en) | Aircraft water tank and method for producing same | |
RU2437763C1 (en) | Method of making articles from composite materials | |
RU152907U1 (en) | Mandrel for the manufacture of shells with internal radial cavities | |
RU2708601C1 (en) | Method of making articles from composite materials | |
CN209130063U (en) | A kind of supporting axle of easy access holds seat | |
RU91931U1 (en) | DEVICE FOR CURING COMPOSITE MATERIALS | |
KR101392760B1 (en) | An outer casing part for a submarine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200708 |