SU1100112A1

SU1100112A1 - Mandrel for making parts of composition material by the winding method

Info

Publication number: SU1100112A1
Application number: SU833549104A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Иванович Маурин; Юрий Васильевич Тельнов; Вадим Николаевич Пшеничный
Original assignee: Предприятие П/Я Ж-1287
Priority date: 1983-02-04
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1984-06-30

Abstract

1. ОПРАВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ НАМОТКИ, включающа обечайку и ограничительные фланцы, отличающа с тем, что, с целью повышени точности и качества изготавливаемой детали, она снабжена дополнительной обечайкой из материала с тем же коэффициентом линейного расширени , что и изготавливаема деталь, зафиксированной в радиальном направлении через антиадгезионную прокладку относительно основной обечайки с зазором, равным величине ее температурного расширени . 2. Оправка по п. 1, отличающа с тем, что дополнительна обечайка радиально зафиксирована относительно основной обечайки посредством установленного на последней кольца с равномерно распределенными по его периметру выступами, вход щими в .пазы, выполненные на внутренней поверхности дополнительной обечайки.1. EDGE FOR MANUFACTURING DETAILS FROM COMPOSITIONAL MATERIAL BY WINDING, including shell and limiting flanges, characterized in that, in order to improve the accuracy and quality of the manufactured part, it is equipped with an additional shell of material with the same linear expansion coefficient as the manufactured part. , fixed in the radial direction through the anti-adhesive gasket relative to the main shell with a gap equal to the value of its temperature expansion. 2. Mandrel according to claim 1, characterized in that the additional shell is fixed radially relative to the main shell by means of protrusions mounted on the last ring with evenly distributed around its perimeter, which are included in grooves made on the inner surface of the additional shell.

Description

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности, к устройствам дл изготовлени деталей из композиционного материала методом намотки, например, из препрега.The invention relates to the field of engineering, in particular, to devices for the manufacture of parts made of composite material by the method of winding, for example, from prepreg.

Известна оправка дл намотки тел вращени , содержаща разрезную обечайку, механизм разжима обечайки с распорными элементами 1.A known mandrel for winding rotation bodies, comprising a split shell, a shell expansion mechanism with spacer elements 1.

Однако эта оправка не обеспечивает требуемой точности при изготовлении композиционных деталей большого диаметра за счет того, что металлическа обечайка при нагревании в процессе полимеризации расшир етс больше, чем намотанна деталь , что приводит к нарушению точности изготавливаемой детали. К тому же данна оправка сложна и громоздка при производстве крупногабаритных деталей.However, this mandrel does not provide the required accuracy in the manufacture of large diameter composite parts due to the fact that the metal shell expands more than the wound part during the polymerization process, which leads to a violation of the accuracy of the part being manufactured. Moreover, this mandrel is complicated and cumbersome in the production of large parts.

Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности вл етс оправка дл изготовлени деталей из композиционного материала методом намотки, включающа обечайку и ограничительные фланцы 2.Closest to the invention of the technical entity is a mandrel for the manufacture of parts from a composite material by the winding method, including a shell and restrictive flanges 2.

Однако така конструкци оправки при ее разборке при съеме издели приводит к повреждению внутренней поверхности трубы .However, such a design of the mandrel during disassembly during removal of the product leads to damage to the inner surface of the pipe.

Кроме того, при полимеризации детали в процессе нагревани линейные размеры обечайки за счет разности коэффициентов линейного расширени увеличиваютс больше, чем детали, что приводит к нарушепию точности изготавливаемой детали.In addition, during the polymerization of a part in the process of heating, the linear dimensions of the shell due to the difference in the coefficients of linear expansion increase more than the part, which leads to a violation of the accuracy of the manufactured part.

Так, например, если обечайка из алюмини диаметром 1500 мм, то она увеличивает внутренний диаметр изготавливаемой композиционной детали на 3 мм. При этом за счет сжати внутренних слоев композиционного материала обечайки в изделии после отверждени сохран ютс большие внутренние напр жени , что приводит к Преждевременному разрушению детали.So, for example, if the shell is made of aluminum with a diameter of 1500 mm, then it increases the internal diameter of the composite part being manufactured by 3 mm. At the same time, due to the compression of the inner layers of the composite material, the shell in the product after curing retains large internal stresses, which leads to Premature failure of the part.

Целью изобретени вл етс повышение точности и качества изготавливаемого издели .The aim of the invention is to improve the accuracy and quality of the manufactured product.

Поставленна цель достигаетс тем, что оправка, включающа обечайку и ограничительные фланцы, снабжена дополнительной обечайкой из материала с тем же коэффициенто .м линейного расширени , что и изготавливаемое изделие, зафиксированной в радиальном направлении через антиадгезионную прокладку относительно основной обечайки с зазором, равным величине ее температурного расширени .The goal is achieved by the fact that the mandrel, which includes the shell and the limiting flanges, is provided with an additional shell of material with the same linear expansion coefficient as the product to be made, fixed in the radial direction through the anti-adhesive gasket relative to the main shell with a gap equal to its temperature extensions.

Кроме того, дополнительна обечайка зафиксирована относительно основной обечайки посредством установленного на последней кольца с равномерно распределенными по его периметру выступами, вход щими в пазы, выполненные на внутренней поверхности дополнительной обечайки.In addition, the additional shell is fixed relative to the main shell by means of a projection mounted on the last ring with evenly distributed around its perimeter, protruding into the grooves made on the inner surface of the additional shell.

На фиг. 1 показала оправка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 showed mandrel, general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Оправка состоит из бсновной обечайки 1 с одним концевым элементом в виде фланца 2, другого концевого элемента-- фланца 3, креп щегос к обечайке 1 с помощью винтов 4, дополнительной обечайки 5, изготовленной из того же материала, что и изготавливаемое изделие 6 или из материала с тем же коэффициенто.м линейного расширени , что и изготавливаема деталь и разделительного элемента 7, например, пленки из фторопласта, на который уже наматываетс композиционна лента, образующа изделие 6.The mandrel consists of a main shell 1 with one end element in the form of a flange 2, another end element-- flange 3, attached to the shell 1 with screws 4, an additional shell 5 made of the same material as the manufactured product 6 or a material with the same linear expansion coefficient as the part being manufactured and a separating element 7, for example, a film of fluoroplastic on which the composite tape is already wound, forming the product 6.

Дл фиксировани дополнительной обечайки 5 в радиальном направлении в процессе намотки и передачи ей вращающего момента к основной обечайке 1 жестко прикреплено винтами 8 фиксирующее кольцо 9 с щина.ми 10, вход щими в соответствующие пазы во вспомогательной обечайке 5.In order to fix the additional shell 5 in the radial direction during the winding process and transfer the torque to it to the main shell 1, the fixing ring 9 with a screw 8 is rigidly attached with a screw 10 that is inserted into the corresponding grooves in the auxiliary shell 5.

Оправка работает следующим образом.The mandrel works as follows.

Дл изготовлени дополнительной обечайки 5 на основную обечайку 1 с закрепленными винтами 4 концевым элементом 3 без фиксирующего кольца 9 производ т намотку композиционной ленты того же состава, что и изготавливаемое изделие 6, до требуемого размера. После отверждени между дополнительной обечайкой 5 и основной 1 образуетс за счет разности коэффициентов линейного расширени (обечайка I, изготовлена , например, из алюмини ), зазор h.To manufacture an additional shell 5 on the main shell 1 with fixed screws 4 end element 3 without a fixing ring 9, the composite tape of the same composition as the manufactured product 6 is wound up to the required size. After curing between the additional shell 5 and the main 1, it is formed by the difference of the linear expansion coefficients (shell I, made, for example, of aluminum), a gap h.

Затем отвержденную обечайку 5 снимают , выполн ют в ней пазы со стороны внутреннего диаметра под щипы 10 фиксирующего кольца 9 и довод т обечайку 5 до требуемого размера по длине и по наружному диаметру. Производ т сборку оправки вместе с дополнительной обечайкой 5 и фиксирующим кольцом 9.Then, the hardened shell 5 is removed, grooves are made therein from the side of the inner diameter under the pin 10 of the fixing ring 9, and the shell 5 is brought to the required size along the length and the outer diameter. The mandrel is assembled together with an additional shell 5 and a locking ring 9.

При этом выдерживают между шинами 10 кольца 9 и дном пазов дополнительной абечайки 5 зазор, равный температурному зазору между дополнительной обечайкой 5 и основной обечайкой 1. Производ т намотку детали 6.At the same time, between the tires 10 of the ring 9 and the bottom of the grooves of the additional abrachay 5, a gap equal to the temperature gap between the additional shell 5 and the main shell 1 is maintained.

В процессе изготовлени детали 6 при отверждении под действием нагрева она и дополнительна обечайка 5 расшир ютс на одинаковую величину,так как они с одинаковым коэффициентом линейного расширени . А металлическа обечайка 1 выбирает зазор h и обеспечивает жесткость дополнительной обечайки 5, а также ее концентричность .In the process of manufacturing the part 6 during curing under the action of heat, it and the additional shell 5 expand by the same amount, since they have the same linear expansion coefficient. And the metal shell 1 selects the gap h and provides the rigidity of the additional shell 5, as well as its concentricity.

После отверждени детал,ь 6 и дополнительна обечайка 5 усаживаютс на одинаковую величину, в результате чего не происходит искажени размеров детали и возникновени внутренних напр жений. ПослеAfter curing, the parts 6 and the additional shell 5 shrink by the same amount, as a result of which no distortion of the part dimensions or the occurrence of internal stresses occurs. After

отверждени и разборки разделительный элемент 7 удал ют.the curing and disassembling separation element 7 is removed.

Предлагаемое изобретение позвол ет повысить точность и качество изготовлени детали из композиционного материала методом (амотки за счет исключени различных коэффициентов линейного расширени формообразующей поверхности изготавливаемого издели .The present invention allows to increase the accuracy and quality of manufacturing a part from a composite material by the method (currents due to the exclusion of various coefficients of linear expansion of the forming surface of the product being manufactured.

А -АA-A

Claims

1. A mandrel for the manufacture of parts from composite material by the method of winding, including a shell and restrictive flanges, characterized in that, in order to improve the accuracy and quality of the workpiece, it is equipped with an additional shell made of material with the same linear expansion coefficient as the manufactured part fixed in the radial direction through the release pad relative to the main shell with a gap equal to the value of its thermal expansion.

2. Mandrel by π. 1, characterized in that the additional casing is radially fixed relative to the main casing by means of protrusions that are evenly distributed along its perimeter and are included in grooves on the inner ring of the additional casing.