Ца спрессойкиПосле спаессоЛшTzu psstress
fug.1 Изобретение относитс к технолог изготовлени изделийиз композицион ных материалов и может быть использ вано при изготовлении труб, колец и других подобных деталей. Цель изобретени - снижение труд емкости изготовлени путем совмещени операций и повышение качества изделий из композиционных материало с металлической матрицей. На фиг. 1 представлена схема деформировани слоев заготовки в процессе спрессовки; на фиг. 2 - схема навивки армирующего волокна вокруг волокон материала матрицы. Толщина сло в пакете слоев в заготовке 1 до обжати сГ . После обж ти наружный диаметр не измен етс , так как обжатие производ т в жестко пресс-форме 2 , а толщина пакета слоев за счет уплотнени заготовки уменьшаетс до значени h - толщины сло готовой детали 3 . Рассто ние от середины i-ro сло заготовки до оси вращени г, R - (i - -|-)сГ, после спрессовки это рассто ние рав но. R. R - а - -) h. Дп того, чтобы исключить при этом деформирование армирующих воло кон, их длина в витке вокруг оправки i-ro сло заготовки должна быть равной 2JFRj. Это достигаетс навив кой армирующих волокон вокруг волокон материала матрицы (фиг. 2) под углом ol таким образом, чтобы длин армирующего элемента 2FR., cosct откуда R - (i - -Г) cos R - (i - 2 )Ь После обжати армирующие волокна принимают равновесное положение и образуют окружность радиусом R-. Пример. Армированную в окружном направлении заготовку получали из стальной (d.0,l) мм и алюминиевой (,35 мм) проволок. Исход из примерного равенства площадей поперечных сечений армирующих волокон и волокон матрицы, на одну проволоку алюмини приходитс 13 стальных . Объемное содержание армирующих злементов составл ет около 50% как наиболее целесообразное значение . Толщина одного сло заготовки f ,55 мм, . пористость заготовки р 1 - idin.,) т, U., толщина сло готовой детали о,36 мм, Т - f т.е. дл получени толщины стенки готовой трубы 3,6 мм необходимо 10 слоев . Внутренний радиус готовой трубы равен 120 мм, наружный - 127,2 мм, у заготовки внутренний радиус 116,2 мм а наружный остаетс неизменным. Деформаци внутреннего сло при обжатин 0,031, т.е. 3%, что превьшает допустимый предел деформировани стильной проволоки. Дп предотвращени разрушени армирующих элементов примен ют предлагаемый способ. Тринадцать стальных проволок навивают вокруг алюйиниевой проволоки с помощью специального при-. способлени одновременно с намоткой алюминиевой проволки на оправку .. . Значени углов навивки и число витков навивки m на один оборот оправки приведен в таблице , 2 rj . - (d,+d2)cte oi, fug.1 The invention relates to a process engineer for manufacturing products made of composite materials and can be used in the manufacture of pipes, rings and other similar parts. The purpose of the invention is to reduce the labor capacity of manufacturing by combining operations and improving the quality of products made of composite materials with a metal matrix. FIG. Figure 1 is a diagram of the deformation of the preform layers during the pressing process; in fig. 2 - scheme of winding reinforcing fibers around the fibers of the matrix material. The thickness of the layer in the package of layers in the workpiece 1 to crimp SG. After crimping, the outer diameter does not change, since crimping is carried out in a rigidly press mold 2, and the thickness of the layer package due to compaction of the workpiece decreases to the value h - the thickness of the finished part 3. The distance from the middle of the i-ro layer of the workpiece to the axis of rotation r, R - (i - - | -) cG, after pressing this distance is equal. R. R - a - -) h. Moreover, in order to eliminate the deformation of the reinforcing fibers, their length in the turn around the mandrel i-ro layer of the workpiece must be equal to 2JFRj. This is achieved by winding reinforcing fibers around the fibers of the matrix material (Fig. 2) at an angle ol in such a way that the lengths of the reinforcing element 2FR. the fibers take an equilibrium position and form a circle of radius R-. Example. A workpiece reinforced in the circumferential direction was obtained from steel (d.0, l) mm and aluminum (, 35 mm) wires. Starting from the approximate equality of the cross-sectional areas of the reinforcing fibers and matrix fibers, there are 13 steel per aluminum wire. The volume content of reinforcing elements is about 50% as the most appropriate value. Thickness of one layer of the workpiece f, 55 mm,. the porosity of the workpiece is p 1 - idin.,) t, U., the thickness of the finished part layer is about, 36 mm, T - f, ie 10 layers are required to obtain a wall thickness of 3.6 mm. The inner radius of the finished pipe is 120 mm, the outer one is 127.2 mm, and for the workpiece the inner radius is 116.2 mm and the outer one remains unchanged. The deformation of the inner layer when crimped 0,031, i.e. 3%, which exceeds the allowable deformation limit of the stylish wire. In order to prevent the destruction of reinforcing elements, the proposed method is applied. Thirteen steel wires are wound around aluminium wire with a special pri-. Simultaneously with the winding of aluminum wire on the mandrel. The values of the winding angles and the number of windings m per revolution of the mandrel are given in the table, 2 rj. - (d, + d2) cte oi,
После намотки заготовку подвергают обжатию при давлении 400 кгс/см и температуре . Внутренних и наружных дефектов (пустот, расслоений, разрывов волокон ) не обнаружено. Готовую трубу нагружают внутренним давлением до разрушени . Экспериментальное значение предельной нагрузки хорошо согласуетс с расчетным.After winding, the workpiece is subjected to compression at a pressure of 400 kgf / cm and temperature. No internal or external defects (voids, delamination, fiber breaks) were detected. The finished pipe is loaded with internal pressure until fracture. The experimental value of the maximum load is in good agreement with the calculated one.
1one
По сравнению с известным способом использование предлагаемого позвол ет снизить трудоемкость намотки эаготовки и повысить качество издели .Compared with the known method, the use of the proposed method allows reducing the laboriousness of winding and improving the quality of the product.