Изготовление трехслойных конструкций с сотовым заполнителем

Конструкции с легкими заполнителями имеют ряд преимуществ пе­ред собранными из листов и подкрепляющих профилей. Они отличаются высокой удельной прочностью, меньшим количеством деталей, улучшен­ными аэродинамическими качествами и успешно применяются в хвосто­вых отсеках лопастей вертолетов, в агрегатах оперения, в панелях само­летов и т. п.

На рис. 204 показано применение клееных панелей с заполнителем на самолете В-58.

Технологический процесс сборки изделия с сотовым заполнителем состоит из следующих основных операций:

— изготовление сотового заполнителя и придание ему требуемых форм и размеров;

— подготовка обшивки, деталей каркаса и сот к склеиванию, нане­сение клея, сборка и склеивание изделия;

— контроль качества склеивания.

Изготовление сотового заполнителя. Металлические соты изготовля­ются из фольги алюминиевых сплавов толщиной 0, 03—0, 15 мм. Толщина фольги, форма и размер ячейки определяются из условий обеспечения необходимой удельной прочности и жесткости конструкции. В отечест­венной промышленности приняты сотовые заполнители с ячейками ше­стигранной формы и размером стороны шестигранника 2, 5; 4; 5 и 6 мм.

В практике самолетостроения применяют два метода изготовления металлических сот: последовательным наращиванием и растяжением. В табл. 22 приведена последовательность изготовления заполнителей методом наращивания. Этот метод применяется преимущественно при толщине сот более 0, 08мм и отличается простотой оснастки. Однако он не находит широкого применения вследствие низкой производительности.

Рис. 204. Клееные панели с заполнителем на самолете В-58:

а – вид сверху; б – вид снизу (1 – обшивки дуралюминовые и соты из стеклоткани; 2 - обшивки и соты дуралюминовые; 3 – носки крыла и руль направления с дуралюминовыми сотами; 4 – носки киля и съемные панели с сотами из стеклоткани)

В табл. 23 приведена последовательность операций изготовления сотовых заполнителей методом растяжения пакетов в условиях серийного производства. Этот метод является наиболее технологичным, так как он позволяет механизировать и автоматизировать производство сот, упростить их механическую обработку. При этом улучшаются условия хранения и транспортировки, что способствует централизации производст­ва сотовых заполнителей Метод растяжения применяют при изготовлении сотовых заполнителей из нежесткой фольги толщиной менее

Таблица 22

Продолжение

Требуемая форма заполнителю придается путем механической обработки. В частности, при методе растяжения после разметки пакета и сверления базовых отверстий заготовки разрезаются на ленточных пи­лах, фрезеруются по контуру на универсальных и специальных фрезер­ных станках (с постоянной или переменной малкой) и растягиваются на станках типа РС-800 или РС-3000, различающихся габаритами. После растяжения торцовая поверхность сотовых заполнителей, имеющих кривизну, прикатывается для устра­нения неплавностей — «гребешков» (рис. 205).

Рис. 205. Приспособление для прикатки поверхностей сотовых заполнителей

Плоские поверхности сотовых блоков после разрезки на плиты оп­ределенной толщины подвергаются механической обработке для прида­ния им формы, соответствующей об­водам изделия. Механическая обра­ботка сотовых блоков производится на фрезерных станках в специальном приспособлении, при этом для крепления к столу, а также для исключения деформаций и получения гладкой поверхности сотовые блоки заполняются легкоплавкими веще­ствами, которые после застывания придают им необходимую жесткость и прочность. В качестве таких веществ применяют воду, превращающу­юся при охлаждении в лед, диэтаноланилин (для нетеплостойких клеев) и ксилит (для теплостойких клеев).

Таблица 23

Подготовка обшивки, деталей каркаса и сот к склеиванию заключа­ется в очистке от пыли, грязи, обезжиривании контактных поверхностей соответствующими органическими растворителями. В некоторых случаях элементы каркаса с сотовым заполнителем предварительно склеиваются раздельно.

Заключительной подготовительной операцией является нанесение клея на контактные поверхности деталей и сот, их подсушка или подго­товка клеевой пленки (в случае применения готовой пленки).

На рис. 206 приведена схема одностороннего нанесения клея на торцы сотового заполнителя.

Иногда целесообразно применение готовых калиброванных клеевых пленок, обеспечивающих равномерную по толщине клеевую прослойку. В этом случае пленки раскраиваются на специально оборудованных уча­стках по соответствующим картам раскроя. Пленки прикатывают к по­верхностям деталей и сот холодным или горячим роликом.

Сборка и склеивание изделия производятся в специальных приспо­соблениях с базированием по внешней поверхности обшивки или по поверхности сотового заполнителя (рис. 207). Последний метод базиро­вания применяют в том случае, когда заполнитель имеет ячейки неболь­ших размеров, изготовлен из толстой фольги и обладает достаточной жесткостью.

Рис. 206. Схема одностороннего нанесения клея на торцы сотового заполнителя:

1 – заполнитель; 2 – скребок; 3 – клеенаносящий ролик; 4 – рычаг; 5 – ванна с клеем; 6 – ролик для поджима; 7 – нажимное устройство

Рис. 207. Способы базирования узлов в процессе сборки:

а – по сотовому заполнителю; б – по обшивке (1 – базовые поверхности; 2 – обшивки; 3 – сотовый заполнитель; 4 - болванка)

В большинстве случаев базирование осуществляется по внешней поверхности обшивки, что обеспечивает более высокую точность обводов.

Приспособление с собранным в нем изделием устанавливают на спе­циальные тележки и помешают в печь или автоклав, в которых происхо­дит отверждение клея.

На рис. 208 приведена установка с жидким теплоносителем для склеивания хвостовых отсеков лопастей, а на рис. 209 — схема приспо­собления для сборки хвостовых частей оперения (руль направления, руль высоты) с базированием по поверхности заполнителя.

Склеенное изделие осматривают, удаляют с него подтеки клея, кон­тролируют и передают на следующий участок.

Рис. 208. Установка с жидким теплоносителем для склеивания хвостовых отсеков лопастей вертолета с базированием по обшивке

Рис. 209. Схема приспособления для сборки хвостовых частей определения с базированием по поверхности заполнителя:

1 – склеиваемый узел; 2 – плита приспособления; 3 – пневмомешки; 4 – основание приспособления