Уніфікація технологічного оснащення при виготовленні профільних деталей із композитів для підвищення якості виробів авіаційно-космічної техніки

Abstract

Конструкції із композиційних матеріалів широко використовуються у сучасні транспортній техніці. Цим матеріалам, наряду з низкою позитивних властивостей, властива і значна шкідлива технологічна спадковість. Вона проявляється у вигляді достатньо великих жолоблень, закручування виготовлених деталей. У першу чергу це відноситься до тонкостінних профільних деталей. До таких деталей та виробів пред’являються жорсткі вимоги за масою, міцності та жорсткості, а також за мінімальними строками та витратами на технологічну підготовку виробництва. Виконати ці вимоги можливо, використовуючи принципи уніфікації. В роботі розглянуто можливість реалізації принципів уніфікації на двох типових прикладах : виготовленні профільних виробів з композитів, які складаються з уніфікованих елементів різного перерізу, а також можливість групового (одночасного) виготовлення профільних виробів різного перерізу та довжини. Сучасні пултрузійні машини широко використовуються для виготовлення таких односпрямованих (з армуванням під кутом нуль градусів – тобто вздовж деталей, як полиці лонжеронів, нервюр, стрингерів, ребер жорсткості та інші. Проаналізовано технологічні можливості різних моделей пултрузійних машин для виготовлення довговимірних композитних виробів. Порівняння проводилося за попередньо розрахованими питомими характеристиками цих машин. При використанні запропонованих варіантів уніфікації витрати часу на технологічний процес може збільшуватися (для профілів достатньо складного перерізу), але суттєво знижуються витрати часу та витрата ресурсів на підготовку виробництва (до 1,5…3,0 разів). Загалом, запропоновані заходи дозволяють знизити рівень залишкових напружень, рівень енерговитрат, підвищити ступінь технологічності виробництва та скоротити терміни технологічної підготовки виробництва.

Structures made of composite materials are widely used in modern transport equipment. These materials, along with a number of positive properties, are also characterized by significant harmful technological heredity. It manifests itself in the form of sufficiently large grooves, twisting of manufactured parts. First of all, this applies to thin-walled profile parts. Such parts and products are subject to strict requirements in terms of mass, strength and rigidity, as well as minimum deadlines and costs for technological preparation of production. It is possible to meet these requirements using the principles of unification. The paper considers the possibility of implementing the principles of unification on two typical examples: the production of profile products from composites, which consist of unified elements of different cross-sections, as well as the possibility of group (simultaneous) production of profile products of different cross-sections and lengths. Modern pultrusion machines are widely used for the production of such unidirectional (with reinforcement at an angle of zero degrees - i.e. along the articles, such as caps of spars, ribs, stringers, stiffeners and others. The technological possibilities of various models of pultrusion machines for the production of longdimensional composite products are analyzed. The comparison was made according to the previously calculated specific characteristics of these machines. When using the proposed options for unification, the time spent on the technological process may increase (for profiles, a complex cross-section is enough), but the time spent and the consumption of resources for production preparation are significantly reduced (up to 1.5...3.0 times). In general, the proposed measures make it possible to reduce the level of residual stresses, the level of energy consumption, increase the degree of manufacturability of production and shorten the terms of technological preparation of production.