RU2696796C1 - Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials - Google Patents

Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials Download PDF

Info

Publication number
RU2696796C1
RU2696796C1 RU2018135733A RU2018135733A RU2696796C1 RU 2696796 C1 RU2696796 C1 RU 2696796C1 RU 2018135733 A RU2018135733 A RU 2018135733A RU 2018135733 A RU2018135733 A RU 2018135733A RU 2696796 C1 RU2696796 C1 RU 2696796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
prepreg
forming
layers
path
Prior art date
Application number
RU2018135733A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Васильевна Щербинина
Марина Владимировна Батуева
Original Assignee
Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" filed Critical Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель"
Priority to RU2018135733A priority Critical patent/RU2696796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696796C1 publication Critical patent/RU2696796C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/24Heat or noise insulation

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, aircraft engine building and can be used for production of large-size flanged structures from polymer composite materials (PCM). Method of making large-dimensional flat structure from laminar PCM includes laying prepreg trellis and anspatial shells on the body of the shaping device with formation of transverse flanges from the ends prepreg by use of elastically deformable elastic forming element, limited along external surface, hardening at heating, cooling, machining both at ends, and internal and / or external sides of flanges with opening of mating holes in them. Molding is carried out at temperature not lower than expansion temperature of elastically deformable material of elastic molding element. When forming flange on structural part of flange formed by ends prepreg path and non-core shells, on one and / or other side, pre-packed packets of additional layers are laid prepreg to create allowance for flange machining from outer and / or inner side of flange. When shaping the flange having an angle of more than 0 deg with respect to the path and the envelope, in the process of laying between the ends of layers prepreg trellised and extraneous shells forming a flange, separating film is laid to eliminate gluing of layers of prepreg, having adhesiveness.
EFFECT: method allows to manufacture large-size products of both closed and open contour with flanges of various configuration and thickness with guaranteed provision of mechanical strength of flange connections, reliability and quality of design.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, авиадвигателестроения и может быть использовано для изготовления крупногабаритных фланцевых конструкций из слоистых полимерных композиционных материалов (ПКМ).The invention relates to the field of mechanical engineering, aircraft engine and can be used for the manufacture of large-sized flange structures from layered polymer composite materials (PCM).

Известен способ изготовления фланца, при котором фланец изготавливается отдельно как самостоятельная конструктивная единица формированием на оснастке способом последовательной укладки друг на друга предварительно отформованных трехмерных (3D) заготовок из сплетенных или переплетенных волокон различной плотности с последующим одновременным их уплотнением полимерной матрицей одним из известных способом. Одна из заготовок определяет механическую прочность фланца и является конструктивной, а две другие, укладываемые по внутренней и наружной поверхностям конструктивной заготовки без пересечения с ее волокнистой структурой, подвергаются механической обработке для обеспечения прилегания контактирующих поверхностей фланца к поверхностям деталей, с которыми он соприкасается в конструкции (патент RU 2481950, МПК В29С 70/54).A known method of manufacturing a flange in which the flange is manufactured separately as an independent structural unit by forming on a snap by successively stacking preformed three-dimensional (3D) blanks from woven or interlaced fibers of various densities with their subsequent densification by a polymer matrix in one of the known ways. One of the blanks determines the mechanical strength of the flange and is structural, and the other two, laid on the inner and outer surfaces of the structural blank without intersecting with its fibrous structure, are machined to ensure that the contacting surfaces of the flange fit to the surfaces of the parts with which it is in contact with the structure ( patent RU 2481950, IPC В29С 70/54).

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- ограниченные технологические возможности при изготовлении крупногабаритных конструкций, низкая технологичность и высокая трудоемкость изготовления, обусловленные необходимостью предварительного изготовления заготовок сплетенной или переплетенной волокнистой формы различной плотности, каждая из которых представляет собой трехмерную (3D) предварительно изготовленную заготовку, требуется специализированное оборудование с программным обеспечением для плетения каждой заготовки в отдельности и оборудование для их уплотнения полимерной матрицей одним из известных способов;- limited technological capabilities in the manufacture of large structures, low manufacturability and high complexity of manufacturing, due to the need for pre-manufacturing blanks of woven or bound fibrous shapes of different densities, each of which is a three-dimensional (3D) prefabricated blank, specialized equipment with software for weaving is required each blank individually and equipment for their compaction a black matrix one of the known methods;

- наличие дополнительного узла крепления фланца с оболочкой конструкции.- the presence of an additional mounting unit for the flange with the shell structure.

Общими признаками аналога и заявленного изобретения являются:Common features of the analogue and the claimed invention are:

- возможность формирования фланца из композиционных материалов;- the possibility of forming a flange from composite materials;

- укладка заготовок по внутренней и наружной поверхностям конструктивной заготовки без пересечения с ее структурой с целью образования технологического припуска под механическую обработку для обеспечения прилегания контактирующих поверхностей фланца к поверхностям деталей, с которыми он соприкасается в конструкции.- laying blanks on the inner and outer surfaces of the structural blank without intersecting with its structure in order to form a technological allowance for machining to ensure that the contacting surfaces of the flange fit to the surfaces of the parts with which it is in contact with the structure.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению относится способ изготовления звукопоглощающего устройства турбореактивного двигателя, включающий изготовление сборной кольцевой конструкции из трех и более автономных секций фланцевой конструкции, скрепленных по окружности друг с другом. Каждую секцию изготавливают укладкой слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек на корпус приспособления формующего с образованием поперечных фланцев из концов препрега путем установки жесткого формующего элемента в виде крышки сборочного приспособления с последующим сжатием, отверждение при нагреве, охлаждение, выполнение механической обработки торцов фланцев с открытием в них стыковочных отверстий (патент RU 2560639, МПК F02C 7/24).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution relates to a method of manufacturing a sound-absorbing device of a turbojet engine, including the manufacture of a prefabricated ring structure from three or more autonomous sections of the flange structure, fastened around each other in a circle. Each section is made by laying the prepreg layers of the path and non-path shells on the forming fixture body with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg by installing a rigid forming element in the form of an assembly fixture cover followed by compression, curing during heating, cooling, and machining the ends of the flanges with opening them docking holes (patent RU 2560639, IPC F02C 7/24).

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- ограниченные технологические возможности при изготовлении крупногабаритных изделий оболочечного типа замкнутого контура, заключающиеся в невозможности качественного уплотнения слоистого композиционного материала по толщине фланца и зоне его сопряжения с силовой оболочкой путем сжатия между жесткими частями приспособления формующего вследствие одновременного изменения геометрии конструкции во взаимно противоположных направлениях в результате усадочных процессов в композиционном материале под воздействием температуры.- limited technological capabilities in the manufacture of large-sized enclosed shell-type products of closed loop, consisting in the impossibility of high-quality compaction of the layered composite material by the thickness of the flange and the area of its interface with the power shell by compression between the hard parts of the forming tool due to the simultaneous change in the geometry of the structure in mutually opposite directions as a result of shrinkage processes in a composite material under the influence of temperature.

- высокая трудоемкость изготовления, дополнительные материальные затраты, так как способ предусматривает изготовление отдельных секций конструкции с последующей их сборкой.- high complexity of manufacturing, additional material costs, since the method involves the manufacture of individual sections of the structure with their subsequent assembly.

Общими признаками прототипа и заявленного способа являются:Common features of the prototype and the claimed method are:

укладка препрега трактовой и внетрактовой оболочек на корпус приспособления формующего с образованием поперечных фланцев из концов препрега с использованием формующего элемента, отверждение при нагреве, охлаждение, выполнение механической обработки торцов фланцев с открытием в них стыковочных отверстий.laying the prepreg of the path and non-path shells on the case of the forming tool with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg using the forming element, curing during heating, cooling, machining the ends of the flanges with the opening of the docking holes in them.

Задачей изобретения является создание способа изготовления крупногабаритной фланцевой конструкции из слоистых полимерных композиционных материалов, имеющего расширенные технологические возможности; повышение качественных характеристик готовой конструкции; снижение экономических и трудовых затрат (себестоимости) на осуществление способа.The objective of the invention is to provide a method of manufacturing a large-sized flange structure of layered polymer composite materials having advanced technological capabilities; improving the quality characteristics of the finished structure; reduction of economic and labor costs (cost) for the implementation of the method.

При решении поставленной задачи достигается следующий технический результат:When solving this problem, the following technical result is achieved:

- возможность формирования фланцев конструкции, как незамкнутого, так и замкнутого контура любого типа, например, диаметрального, элипсного и др. одновременно с процессом формообразования трактовой и внетрактовой оболочек;- the possibility of forming flanges of the structure, both open and closed loop of any type, for example, diametrical, ellipse, etc., simultaneously with the process of shaping the path and extra-path shells;

- возможность формования крупногабаритных фланцевых конструкций без существенных экономических и трудовых затрат;- the possibility of forming large-sized flange structures without significant economic and labor costs;

- обеспечение качественного уплотнения слоистого композиционного материала по толщине фланца и зоне его сопряжения трактовой и внетрактовой оболочками за счет использования в качестве формующего элемента формующей оснастки элемента, способного под воздействием температуры создать равномерное давление формования во взаимно противоположных направлениях в процессе всего режима отверждения;- ensuring high-quality compaction of the layered composite material along the thickness of the flange and the zone of its conjugation by the tract and off-track shells by using an element that is capable of creating uniform molding pressure in mutually opposite directions during the entire curing mode under the influence of temperature;

- возможность механической обработки фланца по наружной и/или внутренней поверхностям с целью обеспечения качественного прилегания контактирующих поверхностей фланцевой конструкции с соприкасаемыми поверхностями деталей в сборочной конструкции.- the possibility of machining the flange on the outer and / or inner surfaces in order to ensure a good fit of the contacting surfaces of the flange structure with the contacting surfaces of the parts in the assembly structure.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления крупногабаритной фланцевой конструкции из слоистых ПКМ, включающем укладку слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек на корпус приспособления формующего с образованием поперечных фланцев из концов препрега с использованием формующего элемента, отверждение при нагреве, охлаждение, выполнение механической обработки торцов фланцев с открытием в них стыковочных отверстий, при формовании фланца в качестве формующего элемента используют ограниченный по наружной поверхности формующий элемент, обладающий эластичными упругодеформируемыми свойствами, при этом на конструктивную часть фланца, образованную концами препрега трактовой и внетрактовой оболочками, с одной и/или другой стороны укладывают предварительно уплотненные пакеты дополнительных слоев препрега для создания припуска под механическую обработку фланца с наружной и/или внутренней стороны фланца, а формование осуществляют под воздействием температуры не ниже температуры расширения упругодеформируемого материала эластичного формующего элемента.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a large-sized flange structure from layered PCMs, including laying layers of the prepreg of the path and extrathe shells on the housing of the forming tool with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg using the forming element, curing during heating, cooling, mechanical processing of the ends flanges with the opening of the docking holes in them, when forming the flange as a forming element use limited in external the surface is a forming element with elastic elastically deformable properties, while on the structural part of the flange formed by the ends of the prepreg of the tract and non-duct shells, on one and / or the other side, pre-packaged packages of additional layers of the prepreg are laid to create an allowance for the mechanical processing of the flange from the outer and / or the inner side of the flange, and molding is carried out under the influence of a temperature not lower than the expansion temperature of the elastically deformable material, the elastic form element.

При формообразовании фланца из слоистых композиционных материалов, имеющего угол более 0 град по отношению к трактовой и внетрактовой оболочкам, в процессе выкладки между концами слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек, формообразующими фланец, укладывают разделительную пленку для исключения склеивания слоев препрега, обладающего липкостью.When forming a flange from layered composite materials having an angle of more than 0 degrees with respect to the duct and non-duct shells, in the process of laying between the ends of the prepreg layers of the duct and non-duct shells forming the flange, a separating film is laid to prevent sticking of the prepreg layers having stickiness.

Отличительные признаки заявленного изобретения:Distinctive features of the claimed invention:

в качестве формующего элемента используют ограниченный по наружной поверхности формующий элемент, обладающий эластичными упругодеформируемыми свойствами, при этом на конструктивную часть фланца, образованную концами препрега трактовой и внетрактовой оболочек с одной и/или другой стороны укладывают предварительно уплотненные пакеты дополнительных слоев препрега для создания припуска под механическую обработку фланца с наружной и/или внутренней стороны фланца, а формование осуществляют под воздействием температуры не ниже температуры расширения упругодеформируемого материала эластичного формующего элемента.as a forming element, a forming element limited on the outer surface, having elastic elastically deformable properties, is used, while on the structural part of the flange formed by the ends of the prepreg of the path and non-path shells from one and / or the other side, pre-packaged packages of additional layers of the prepreg are laid to create an allowance for mechanical processing the flange from the outer and / or inner side of the flange, and molding is carried out under the influence of temperature not lower than temperature urs expansion of the compliant material forming the elastic element.

При формообразовании фланца из слоистых композиционных материалов, имеющего угол более 0 град, по отношению к трактовой и внетрактовой оболочке, в процессе выкладки слоев препрега оболочек между концами слоев препрега, формообразующих фланец, укладывают разделительную пленку для исключения склеивания слоев препрега, обладающего некоторой липкостью.When forming a flange from layered composite materials having an angle of more than 0 degrees, with respect to the tract and off-track shell, in the process of laying layers of the prepreg shells between the ends of the layers of the prepreg forming the flange, a separating film is laid to prevent bonding of the layers of the prepreg, which has some stickiness.

Заявляемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем, так как содержит существенные отличительные признаки по сравнению с прототипом и характеризуется новой совокупностью и взаимосвязью существенных признаков общих и отличительных, проявляющих при использовании новые технические свойства, достигаются новые результаты, не присущие аналогам.The claimed technical solution has a novelty and inventive step, as it contains significant distinctive features in comparison with the prototype and is characterized by a new combination and interconnection of essential common and distinctive features exhibiting new technical properties, new results are achieved that are not inherent in analogues.

На рис. 1 представлено формование фланца эластичным формующим элементом кольцевого типа трапецеидальной формы, на рис. 2 - формование фланца эластичным формующим элементом кольцевого типа трапецеидальной формы с установкой ограничительного кольца на корпус приспособления формующего.In fig. Figure 1 shows the molding of a flange with an elastic forming element of a ring type of trapezoidal shape, in Fig. 2 - molding of the flange with an elastic forming element of a ring type of trapezoidal shape with the installation of a restrictive ring on the body of the forming tool.

Предлагаемый способ изготовления крупногабаритных фланцевых конструкций из слоистых полимерных композиционных материалов заключается в выполнении следующей последовательности операций:The proposed method for the manufacture of large-sized flange structures from layered polymer composite materials is to perform the following sequence of operations:

- изготовление препрега методом пропитки наполнителя связующим;- making a prepreg by impregnating a filler with a binder;

- раскрой препрега на заготовки;- Cut the prepreg into blanks;

- формирование пакетов дополнительных фланцевых слоев препрега методом наслаивания расчетного количества слоев препрега в определенном порядке с соблюдением ориентации волокон в соответствии со схемой армирования;- the formation of packages of additional flange layers of the prepreg by layering the estimated number of layers of the prepreg in a certain order in compliance with the orientation of the fibers in accordance with the reinforcement scheme;

- уплотнение пакетов дополнительных фланцевых слоев препрега под давлением до толщины, максимально приближенной к толщине отвержденного композиционного материала с учетом толщины отвержденного монослоя пластика;- sealing packages of additional flange layers of the prepreg under pressure to a thickness as close as possible to the thickness of the cured composite material, taking into account the thickness of the cured monolayer of plastic;

- укладка заготовок слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек на корпус приспособления формующего с последовательной установкой, при необходимости, закладных элементов конструкции, например, звукопоглащающих панелей, укладка разделительной пленки между концами слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек, используемых при формообразовании фланца;- laying the blanks of the prepreg layers of the path and non-path shells on the body of the forming tool with the successive installation of, if necessary, embedded elements of the structure, for example, sound-absorbing panels, laying the separation film between the ends of the layers of the prepreg of the path and non-path shells used in the formation of the flange;

- установка эластичного формующего элемента из упругодеформируемого материала, например, из резины 51-2110, фиксация по наружной поверхности для предотвращения его смещения относительно требуемого конструктивного местоположения;- installation of an elastic forming element of elastically deformable material, for example, from rubber 51-2110, fixing on the outer surface to prevent its displacement relative to the desired structural location;

- приформовка к формующей поверхности установленного эластичного формующего элемента предварительно уплотненного под давлением пакета слоев препрега под механическую обработку фланца с внутренней стороны, послойная приформовка концов заготовок препрега трактовой и внетрактовой оболочек с последовательным удалением разделительной пленки в процессе их приформовки, приформовка предварительно уплотненного под давлением пакета слоев препрега под механическую обработку фланца с наружной стороны;- molding to the forming surface of the installed elastic forming element pre-compressed under pressure of the packet of prepreg layers for machining the flange from the inside, layering of the ends of the prepreg blanks of the path and non-shell shells with sequential removal of the separation film during molding, molding of the previously compressed packet of layers a prepreg for machining the flange from the outside;

- установка ограничительного элемента на корпус приспособления формующего по внешней стороне фланца;- installation of a restrictive element on the housing of the forming tool on the outside of the flange;

- монтаж дренажного пакета;- installation of a drainage bag;

- проведение режима отверждения под воздействием температуры и давления;- carrying out the curing mode under the influence of temperature and pressure;

- демонтаж дренажного пакета;- dismantling the drainage bag;

- механическая обработка, как по торцам, так и по наружной и/или внутренней поверхностям фланца с открытием стыковочных отверстий.- machining, both at the ends and on the outer and / or inner surfaces of the flange with the opening of the connecting holes.

При режиме формования конструкции одним из известных способом при температуре, значение которой не должно быть ниже температуры расширения материала эластичного упругодеформируемого элемента, в слоях препрега фланца вследствие температурного расширения упругодеформируемого материала эластичного формующего элемента, работающего в замкнутом объеме, создается давление направленного действия во взаимно - противоположных направлениях, что позволяет создать достаточное давление формования для обеспечения межслойного контактного сцепления слоев препрега, как по толщине формуемого фланца, так и толщине прилегающих к нему трактовой и внетрактовой оболочек конструкции, и компенсировать изменение геометрии конструкции в результате усадочных процессов, проходящих в композиционном материале под воздействием температуры.In the mode of molding the structure using one of the methods known at a temperature whose value should not be lower than the expansion temperature of the material of the elastic elastic-deformable element, in the layers of the flange prepreg due to the thermal expansion of the elastic-deformable material of the elastic forming element operating in a closed volume, directional pressure is created in mutually opposite directions, which allows you to create sufficient molding pressure to provide an interlayer contact section Lenia prepreg layers as the thickness of the molded flange, and the thickness of the adjacent Traktovaya and vnetraktovoy design shells and to compensate for the change in geometry of the structure as a result of shrinkage processes taking place in the composite material under heat.

Пример конкретного осуществления.An example of a specific implementation.

Изготавливали крупногабаритный звукопоглощающий кожух защитный замкнутого контура авиационного двигателя, внутренний диаметр которого составляет порядка 2000 мм с фланцем, образующим по отношению к трактовой и внетрактовой оболочкам в радиальном направлении угол 90° следующим образом.A large-sized sound-absorbing casing was made for a closed-loop protective circuit of an aircraft engine, the inner diameter of which is about 2000 mm with a flange forming an angle of 90 ° with respect to the path and off-line shells in the radial direction as follows.

Препрег на основе стеклоткани Т-10-14, пропитанной связующим ЭНФБ-2 м, раскраивают на расчетное количество заготовок трактовой и внетрактовой оболочек 2, 5 (рис. 1), соблюдая ориентацию волокон согласно схеме армирования с учетом размеров формируемого фланца. Из заготовок препрега изготавливают два пакета 9, 10 дополнительных слоев путем наслаивания друг на друга восьми-десяти слоев препрега с соблюдением ориентации волокон согласно схеме армирования и уплотняют под воздействием механического давления.A prepreg based on T-10-14 fiberglass impregnated with an ENFB-2 m binder is cut into the calculated number of blanks for the duct and off-line shells 2, 5 (Fig. 1), observing the fiber orientation according to the reinforcement pattern taking into account the dimensions of the formed flange. Two packages 9, 10 of additional layers are made from prepreg blanks by layering eight to ten layers of prepreg on top of each other in compliance with the fiber orientation according to the reinforcement scheme and compacted under the influence of mechanical pressure.

На корпус приспособления формующего 1 (рис. 1, 2) выкладывают три слоя препрега трактовой оболочки 2, прокладывая для предотвращения склеивания на концы препрега, предназначенные для формирования фланца, полиэтиленовую пленку 3 (рис. 1), устанавливают звукопоглащающий заполнитель 4 (рис. 1) с фиксацией последнего намоткой пропитанного связующим стеклоровинга (на рис. 1, 2 не показано), выкладывают три слоя препрега внетрактовой оболочки 5, прокладывая на концы препрега, предназначенные для формирования фланца, полиэтиленовую пленку 3 (рис. 1). На выложенные слои препрега трактовой и внетрактовой оболочек 2, 5 устанавливают формующий элемент 6 замкнутого кольцевого типа из резины 51-2110, фиксируют хомутом 7 для предотвращения его смещения относительно требуемого конструктивного местоположения (рис. 1). К формующей поверхности 8 (рис. 1) установленного формующего элемента 6 (рис. 1) последовательно друг за другом приформовывают предварительно уплотненный пакет 9 препрега из дополнительных слоев, послойно слои препрега трактовой и внетрактовой оболочек 2, 5, отгибая их в радиальном направлении под углом 90° к трактовой и внетрактовой оболочкам 2,5 и удаляя разделительную пленку 3 (рис. 1), предварительно уплотненный пакет 10 препрега из дополнительных слоев поджимают в осевом направлении формующим кольцом 11 (рис. 2). Хомут 7 (рис. 1) удаляют и фиксируют формующий элемент 6 по наружной поверхности намоткой стеклоровинга 12 (рис. 2), создавая замкнутый объем. Собирают дренажный пакет по известной технологии и проводят вакуумно-автоклавный режим отверждения композиционного материала кожуха при температуре 160°С. При данной температуре происходит температурное расширение упругодеформируемого материала эластичного формующего элемента 6 (резины), работающего в замкнутом объеме, что позволяет создать равномерное в процессе всего режима отверждения давление в осевом направлении на выложенные слои препрега формуемого фланца и кольцевом направлении на слои трактовой и внетрактовой оболочек, обеспечить удовлетворительное уплотнение пакета препрега фланца и достаточное межслойное контактное давление, сопоставимое с межслойным контактным давлением препрега в трактовой и внетрактовой оболочках кожуха. После отверждения кожух охлаждают, демонтируют дренажный пакет и проводят механическую обработку фланца, как по торцу, так и в зонах расположения предварительно уплотненных пакетов слоев препрега с наружной и/или внутренней стороны фланца, исключая повреждение конструктивной части фланца и потери его механической прочности.Three layers of the prepreg of the path sheath 2 are laid on the body of the forming tool 1 (Fig. 1, 2), laying to prevent sticking to the ends of the prepreg, designed to form the flange, a plastic film 3 (Fig. 1), a sound-absorbing filler 4 is installed (Fig. 1 ) with fixing the latter by winding the glass-impregnated binder impregnated with a binder (not shown in Fig. 1, 2), lay out three layers of the prepreg of the off-line casing 5, laying a plastic film 3 at the ends of the prepreg intended for forming the flange (Fig. 1). On the laid layers of the prepreg of the tract and non-path shells 2, 5, a forming element 6 of a closed ring type of rubber 51-2110 is installed, fixed with a clamp 7 to prevent its displacement relative to the desired structural location (Fig. 1). To the forming surface 8 (Fig. 1) of the installed forming element 6 (Fig. 1), a pre-compacted prepreg pack 9 of additional layers is successively molded one after another, layers of prepreg of the tract and non-duct shells 2, 5 are layered, bending them radially at an angle 90 ° to the tract and non-path shells 2.5 and removing the separation film 3 (Fig. 1), the pre-compacted package 10 of the prepreg from the additional layers is pressed axially by the forming ring 11 (Fig. 2). Clamp 7 (Fig. 1) is removed and the forming element 6 is fixed on the outer surface by winding glass 12 (Fig. 2), creating a closed volume. A drainage bag is assembled according to known technology and a vacuum-autoclave mode of curing the casing composite material is carried out at a temperature of 160 ° C. At this temperature, the elastically deformable material of the elastic forming element 6 (rubber) expands, working in a closed volume, which makes it possible to create uniform axial pressure during the entire curing mode on the laid out prepreg layers of the formed flange and in the annular direction on the layers of the tract and non-path shells, ensure satisfactory sealing of the flange prepreg package and sufficient interlayer contact pressure comparable to interlayer contact pressure m prepreg Traktovaya vnetraktovoy and shells of the casing. After curing, the casing is cooled, the drainage bag is dismantled and the flange is machined both at the end and in the areas of the pre-sealed packages of prepreg layers on the outer and / or inner side of the flange, eliminating damage to the structural part of the flange and loss of its mechanical strength.

По данному способу изготавливаются серийные защитные кожуха звукопоглощения для авиационного двигателя ПС 90А2 с фланцами различной конфигурации.According to this method, serial protective soundproofing housings for the PS 90A2 aircraft engine with flanges of various configurations are manufactured.

Предложенный способ по сравнению с прототипом более экономичен и менее трудоемок в осуществлении, позволяет изготавливать крупногабаритные изделия, как замкнутого, так и незамкнутого контура с фланцами различной конфигурации и толщины с гарантированным обеспечением механической прочности фланцевых соединений, надежности и качества конструкции.The proposed method, compared with the prototype, is more economical and less time-consuming to implement, it allows to produce large-sized products, both closed and open loop with flanges of various configurations and thicknesses with guaranteed mechanical strength of flange joints, reliability and quality of construction.

Claims (2)

1. Способ изготовления крупногабаритной фланцевой конструкции из слоистых полимерных композиционных материалов, включающий укладку слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек на корпус приспособления формующего с образованием поперечных фланцев из концов препрега с использованием формующего элемента, отверждение при нагреве, охлаждение, выполнение механической обработки торцов фланцев с открытием в них стыковочных отверстий, отличающийся тем, что при формовании фланца в качестве формующего элемента используют ограниченный по наружной поверхности формующий элемент, обладающий эластичными упругодеформируемыми свойствами, при этом на конструктивную часть фланца, образованную концами препрега трактовой и внетрактовой оболочек, с одной и/или другой стороны укладывают предварительно уплотненные пакеты дополнительных слоев препрега для создания припуска под механическую обработку фланца с наружной и/или внутренней стороны фланца, а формование осуществляют под воздействием температуры не ниже температуры расширения упругодеформируемого материала эластичного формующего элемента.1. A method of manufacturing a large-sized flange structure from layered polymer composite materials, including laying layers of the prepreg of the path and non-shell shells on the body of the forming tool with the formation of transverse flanges from the ends of the prepreg using the forming element, curing during heating, cooling, performing mechanical processing of the ends of the flanges with opening in them, the connecting holes, characterized in that when forming the flange as a forming element, a limited on the outer surface, a forming element with elastic elastically deformable properties, while on the structural part of the flange formed by the ends of the prepreg of the tract and non-path shells, on one and / or the other side, pre-packaged packages of additional layers of the prepreg are laid to create an allowance for the mechanical processing of the flange with the outer and / or the inner side of the flange, and molding is carried out under the influence of a temperature not lower than the expansion temperature of the elastically deformable material of the molding element. 2. Способ изготовления крупногабаритной фланцевой конструкции из слоистых полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающийся тем, что при формообразовании фланца из слоистых композиционных материалов, имеющего угол более 0 град по отношению к трактовой и внетрактовой оболочкам, в процессе выкладки между концами слоев препрега трактовой и внетрактовой оболочек, формообразующих фланец, укладывают разделительную пленку для исключения склеивания слоев препрега, обладающего липкостью.2. A method of manufacturing a large-sized flange structure from layered polymer composite materials according to claim 1, characterized in that when forming a flange from layered composite materials having an angle of more than 0 degrees with respect to the path and non-path shells, in the process of laying out between the ends of the layers of the path prepreg and off-shell shells forming a flange, lay a separation film to prevent gluing of the layers of the prepreg, which has stickiness.
RU2018135733A 2018-10-10 2018-10-10 Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials RU2696796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135733A RU2696796C1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135733A RU2696796C1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696796C1 true RU2696796C1 (en) 2019-08-06

Family

ID=67586702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135733A RU2696796C1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696796C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030072920A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Klinger Jacob F. Composite wall structure and method of manufacturing same
RU2320881C1 (en) * 2006-07-05 2008-03-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Mode of manufacturing of sound absorbing arrangement of turbojet engine
RU2384721C1 (en) * 2008-10-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Method to produce noise absorbing device panel
RU2481950C2 (en) * 2008-01-04 2013-05-20 Снекма Flange from composite material with machinable part
RU2560639C1 (en) * 2014-10-20 2015-08-20 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of manufacturing of sound absorber in turbo-jet engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030072920A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Klinger Jacob F. Composite wall structure and method of manufacturing same
RU2320881C1 (en) * 2006-07-05 2008-03-27 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Mode of manufacturing of sound absorbing arrangement of turbojet engine
RU2481950C2 (en) * 2008-01-04 2013-05-20 Снекма Flange from composite material with machinable part
RU2384721C1 (en) * 2008-10-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Method to produce noise absorbing device panel
RU2560639C1 (en) * 2014-10-20 2015-08-20 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of manufacturing of sound absorber in turbo-jet engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2481950C2 (en) Flange from composite material with machinable part
CN109719865B (en) Modular mould and method for manufacturing a sheet of fibre-reinforced material
RU2438866C2 (en) Method of producing structural component from composite material reinforced by fibres for aerospace engineering, moulding core for production of said component, and component thus produced and/or by means of said core
EP2552781B1 (en) Unitized engine nacelle structure
CN109849368B (en) Method for processing composite material belt taper section variable-thickness revolving body connecting structure
US8007628B2 (en) Cellular composite grid-stiffened structure
JP6367242B2 (en) Injection mold for producing rotating parts, especially gas turbine casings, made of composite material with external flange
CN106794640B (en) Demould the method with the composite material of organic substrate
CN101578469B (en) Metal/polymer laminate ducting and method of making same
CN109397713A (en) For manufacturing the method for sandwich component, for the core and sandwich component of sandwich component
CN102105296A (en) Device and method for the manufacture of three dimensional beam type elements in composite material
JP2011516295A (en) Method for tolerance compensation between two fiber composite components
BR112017003641B1 (en) Diffuser vane, turbine engine, and method for making a diffuser vane
RU2696796C1 (en) Method for manufacturing large-size flange structure from layered polymer composite materials
CN110549654A (en) Integrated manufacturing method of fan blade and fan blade
KR20130045519A (en) The insulation and device for manufacture
CN109849370B (en) Processing method of rocket/missile engine interstage connection structure
KR101931374B1 (en) Seal system and method of manufacture
JP7227342B2 (en) Mold with thermally conductive flange
FI93090C (en) Process for producing a T-joint and T-joint formed by means of connecting material between parts to be connected to each other
US20190184675A1 (en) Fiber-reinforced foam material
RU2623773C1 (en) Method of manufacturing panel with stiffening ribs of polymer composite materials
CN115461528A (en) Mould for manufacturing fan shell of turbine engine by using composite material
RU2453720C1 (en) Production of thermal protection coat
CN113910637B (en) Forming method of composite material complex special-shaped air inlet channel