автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.04, диссертация на тему:Разработка рациональних конструктивно-технологических решений формообразующей оснастки для изготовления деталей из полимерных композиционных материалов

г 8 0Ї*р:

іаїнський науково-дослідний інститут авіаційної технології

1 .і

•Петропольський Віктор Сергійович

УДК 629.735.33.002.2'.620.22-419.8

РОЗРОБКА РАЦІОНАЛЬНИХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ ФОРМОУТВОРЮЮЧОЇ ОСНАСТКИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ З ПОЛІМЕРНИХ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

Спеціальність 05.07.04 - Технологія виробництва літальних апаратів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ 1998

Дисертацією є рукопис ,

Роботу виконано в Авіаційному науково-технічному комплексі ім. O.K. Антонова та Харківському авіаційному інституті імені М.Є. Жуковського

Науковий керівник:

доктор технічних наук, профессор Гайдачук Віталій Євгенович, Харківський авіаційний інститут, завідуючій кафедрою

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Мовшович Олександр Якович,

Харківський науково-дослідній інститут технології' машинобудування, заступник директора з наукової роботи

кандидат технічних наук,

Белецький Віктор Максимович, Науково-дослідний центр «Авіаційні матеріали», м. Київ, директор

Провідна установа:

Український науково-дослідній інститут технології' машинобудування, м. Дніпропетровськ

„годині на засіданні

Захист відбудеться " /В" Ъ&О&Я' 1998 р, о г

спеціалізованої вченої ради Д01.16.01 при Українському науково-дослідному інституті авіаційної технології за адресою:

254080 Київ-80 вул. Фрунзе 19-21.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці УкрНДІАТ Автореферат розіслано " 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор технічних наук

В.А.Тітов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Однією з основних тенденцій розвитку авіації, машинобудування, транспорту, вітроенергетики та інших галузей є широке використання полімерних композиційних матеріалів (ПКМ).

При цьому, у зв’язку з підвищенням вимог до виробів із ПКМ, зростають також вимоги до оснащення для їх виробництва.

Не зважаючи на те, що в багатьох напрямках створення оснастки є окремі розробки, як то із вдосконалення схем ув’язки оснастки, забезпечення теплотехнічних параметрів при формуванні, впливу коефіцієнтів лінійного термічного розширення (КЛТР), у виробництві відсутні методики комплексної оцінки того чи іншого виду оснастки.

У зв’язку з викладеним вище виникла потреба створити методику комплексної оцінки оснастки і розробки раціональних конструктивно-технологічних рішень (КТР) оснастки, яка забезпечує отримання якісного виробу із ПКМ у визначені строки і з мінімально можливими затратами.

В основу дисертації лягли матеріали, що узагальнюють використання ПКМ на підприємствах галузі, а також досвід,роботи автора з проектування, виготовлення, і експлуатації оснастки для виробів із ПКМ літаків АН-28, АН-72, АН-124, АН-225, АН-70 и АН-140.

Мета і завдання дослідження. Мета - створення методики комплексної оцінки оснастки для деталей із ПКМ і розробка на її основі раціональних КТР.

Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі сформульовані і вирішені такі завдання:

Розробити класифікацію технологічної оснастки для виготовлення конструкцій із ПКМ;

2. Узагальнити основні вимоги, які ставляться до оснастки і на їх основі розробити критерії оцінки її КТР;

3. Розробити розрахункові залежності і рекомендації для визначення основних параметрів оснастки, в тому числі:

- обмежень для транспортування оснастки і її жорсткості;

- вплив ребер жорсткості і порожнин на перепади температури в оснастці;

- вплив різниці КЛТР оснастки і деталі, що в ній формується,

4. Розробити алгоритм пошуку раціонального КТР оснастки;

5. Запровадити результати дослідження в процес розробки оснастки для літаків “АН”.

Наукова новизна роботи полягає в слідуючому:

- запропонована нова' система класифікації оснастки для деталей із ПКМ, яка відрізняється тим, що включає в себе ознаки деталі; що виготовляється;

- визначені критерії оцінки оснастки і засіб зведення часткових критеріїв до одного узагальненого критерію якості;

- на базі статистичного матеріалу проаналізовані діапазони зміни одиничних критеріїв якості і визначені аналітичні вирази кожного критерію;

- на базі статистичних і розрахункових даних одержані залежності для визначення затрат при виготовленні оснастки;

- визначені обмеження для транспортування оснастки і її жорсткості, що попереджають утворення залишкових деформацій оснастки.

Практична цінність. Результати досліджень дозволили:

- на основі запропонованої системи класифікації оснастки розробити'

інформаційно-пошукову базу даних “Оснастка для деталей із ПКМ” для літаків Ан-70, Ан-140; .

- розробити рекомендації для проектування і виготовлення полімерної оснастки;

- розробити рекомендації з урахуванням різниці КЛТР деталі і оснастки під час проектування оснастки і техпроцесів виготовлення деталі;

- визначити область використання стальної оснастки замість' алюмінієвої в

умовах дослідного виробництва; .

- розробити інструкцію для виробництва що до контролю оснастки на контрольно-вимірювальній машині (КВМ) «аЗсІ» ;

- розробити і впровадити у виробництво на базі проведених досліджень і теоретичних результатів оснастку для літаків Ан-225, Ан-70, Ан-140.

Особистий внесок здобувана. Основна частина ідей, теоретичних і практичних розробок дисертації належать особисто здобувачу. Теоретичні дослідження теплотехнічних параметрів виконані з використанням розробок Обнінського НВО “Технологія". Визначення регламентів транспортування виконані спільно з науковим керівником Гайдачуком В.Є. При розробці критерію герметичності оснастки використані ідеї Забашти В.Ф. Експериментальні розробки і впровадження у виробництво виконано спільно із спеціалістами АНТК “Антонов” і Українського науково-дослідного інституту авіаційних технологій, прізвища яких є в переліку публікацій.

з

Апробація роботи. Основні положення, розділи і результати роботи доповідались на конференціях молодих спеціалістів і НТО КМЗ (м. Київ 1986, 1987р.), щорічних НТК професорсько-викладацького складу Харківського авіаційного інституту (м. Харків 1994-1998р.р.), на Всесоюзних науково-технічних конференціях (м. Обнінськ 1986, 1990р.), на конференціях “Технологія виробництва деталей із композиційних матеріалів” УкрНІАТ (м. Київ 1991, 1992р.), на міжнародній конференції “Оснастка 95" в Українському домі економічних і науково-технічних знань (м. Київ 1995р.).

Публікації. Основний зміст роботи викладено в 9 публікаціях, із них дві особистих. За розробки отримано 4 авторських свідоцтва.

Структура і об’єм роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, заключення та загальних висновків, додатків і викладена на 149 сторінках машинописного тексту, містить 85 малюнків, 33 таблиць і список використаної літератури із 102 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено сучасний стан проблеми і актуальність дослідження, сформульовані мета і завдання дослідження, представлена наукова новизна і практична цінність роботи, особистий внесок здобувача.

В першому розділі розглянуто відомі КТР оснастки для деталей із ПКМ і сотових конструкцій, проаналізовані роботи, присвячені аналізу різних властивостей і засобів її виготовлення. Відзначено вклад Боголюбова B.C., Гайдачука В.Є., Кантера Г.Г., Крисіна В.Н., Савіна А.Г., Ігнатенко Г.К., Муратова В.M., Ківи Д.С., Старікова Л,М., Бондаря В.Г., Бігули Б.А., Виноградова В.М., Забашти В.Ф., Царіковського В.И., Хрулькова A.B., Карпейкіна І.С., Цопи В.А. та інших в дослідження конструкцій оснастки, сформульовані мета і основні завдання дисертації.

Другий розділ призначено розробці системи класифікації оснастки для деталей із ПКМ. На основі дослідних даних і аналізу стану проблем технологічного оснащення виробництва із ПКМ у галузі і систем класифікації об’єктів даного виробництва розроблені і обгрунтовані основні ознаки і система класифікації оснастки, а також структура класифікаційного шифру:

К = < К^.Кзз.К^.Кої: K1.K2.K31.K32.K33.K4.K5.K6.K7. > (1)

Показано, что запропонована система класифікації, яка відрізняється введенням ознак деталі, що формується в класифікаційну характеристику

оснастки, суттєво розширює інформативність і ефективність її в порівнянні з існуючими.

В зв’язку з цим, дану систему класифікації можна використовувати для рішення таких завдань підготовки виробництва (табл.1):

1) підготовка основних даних для техніко-економічного обгрунтування

(ТЕО) виробництва виробів із ПКМ;

2) розрахунок потреб матеріалів для виготовлення оснастки; .

3) узагальнений розрахунок трудоємкосгі підготовки виробництва деталей

із ПКМ;

4) використання принципу аналогів при проектуванні оснастки;

5) використання банку даних при автоматизованому проектуванні оснаст-

ки; .

6) розрахунок потреб основних матеріалів для виготовлення деталей із

ПКМ; .

7) використання типових технологічних процесів під час розробки технологічної документації на деталі із ПКМ.

Таблиця 1.

Класифікаційні ознаки оснастки і використання їх при вирішенні різних завдань

Найменування класифікаційних Код Струк ' тура і Розглянуті завдання

ознак 1 2 : 3 4 , 5 І 6 ; 7

Тип конструкції деталі Каз XX

Тип базової поверхні деталі К<п XX

Режим формування деталі Каг XX

Основний матеріал деталі Коі XX

Метод забезпечення режимуформування К, XX ■

Базова поверхня формування Кг , X •Ч.

Розмірна характеристика Кз

- довжина, мм Кзі ххххх 1 -Т

- ширина, мм .. Кзг хххх

- висота, мм . Кзз хххх ' : ■ V

Матеріал ФУП к* XX

Товщина ФУП, мм К5 XXX

Метод виготовлення ФУП • Ке XX

Тип и матеріал підтримуючого каркасу . к7 XX <-'ї

Показане практичне використання данной системи класифікації при розробці інформаційно-пошукової бази даних “Оснастка для деталей із ПКМ”, реалізованій на мові “СиРРЕЯ”, що дозволило проводити оперативний аналіз даних як для деталей із ПКМ, так і для оснастки під час їх виготовлення. На мгл.1 приведено результат вибору даних про ПКМ, які використовуються в літаках АН-70 і АН-140.

Третій розділ присвячено визначенню основних критеріїв якості оснастки, їх аналізу і розробці методики комплексної оцінки оснастки з використанням інтегрального критерію якості. .

Проаналізовані методи багатокритеріальної оптимізації. Визначено, що раціональне КТР повинно задовольняти умові:

Кинт. = -» тах (2)

де Кинт. - інтегральний критерій якості КТР оснастки;

Оо - узагальнений показник якості або сумарний корисний ефект від експлуатації оснастки;

Се - сумісні затрати на оснастку, на один виготовлений виріб. .

Для визначення загального показника якості проаналізовані вимоги, ягі були пред’явлені до оснастки і виявлені часткові критерії, які характеризують її, зв’язок між ними і засоби їх нормування (тобто перетворення критеріїв у відносні величини таким чином, щоб їх числові значення змінювались в діапазоні 0...1). Взаємозв’язок між критеріями показано на мал.2. Узагальнений показник якості визначений як зважена сума нормованих значень часткових критеріїв якості (адитивній критерій):

Оо/ = £/П;.д'*,

і=і

і = 1, п; Е ті = 1; пи > 0 (3)

/=і

де ті - коефіцієнт значимості і-го критерію;

п - кількість часткових критеріїв;

. д’/у - нормоване значення і-го часткового критерію у-го варіанту;

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

□ 10 1343

абз аза

1447

' ■ 458

§2298 ¡І

:: І2853ї* і- "Л’їлтгт-, ;

Ш731Ш ІШІзоір:

ПСотові металеві

□ Оргаполласпи

□ Склоорганопластм*

□ Склопластик

□ Вуглець

Маса в АН-70

Маса в АН-140

Мал. 1. Використання ПКМ в конструкціях літаків АН-70 і АН-140, кг

Для знаходження сумісних затрат, віднесених до кожного виробу, запропоновано вираз:

с» = ?г*й“+с~. <4’ де Сразр.- вартість розробки оснастки;

Сшг - вартість виготовлення оснастки;

Сокс. - додаткові затрати під час виготовлення кожного виробу, викликані конструкцією оснастки;

N - необхідна кількість виробів.

Мал.2. Структура узагальненого показника якості КТР оснастки

Структура затрат приведена на мал.З.

Визначенні математичні вирази нормованих значень критеріїв якості:

- дня критерію точності виготовлення формоутворюючої поверхні (ФУП) оснастки:

02~5

Я'и = е , (5)

де £ - досягнута точність для конкретного типу оснастки;

<%ер - допустиме відхилення на агрегат.

Експериментальними вимірами відхилень ФУП установлено, що:

- точність виготоолення каркасної оснастки одинарної кривизни вище, ніж оснастка подвійної кривизни;

- точність виготовлення каркасної оснастки практично не змінюється при зміні габаритів ( при умові забезпечення жорсткості основи);

- збір в стапелі не дає очевидного збільшення точності виготовлення оснастки більших габаритів. Велике значення має однозначне базування відносно вимірювальної машини. Базування по рисках і площинах, без спеціальних базових отворів (Б.О.) не забезпечуь однозначну установку;

- підвищення точності робочого контуру на монолітній оснастці не завжди доречне. При досягнутій точності механообробки ±0.2мм і збільшенні габаритів починають виявлятися поводки матеріалу при механообробці.

- дня критерію жорсткості встановлено експертну оцінку: ц')2 - 1 - якщо жорсткість оснастки відповідає вимогам;

Ч’іг = 0-75 - якщо жорсткість оснастки менша за потрібну і необхідна додаткова універсальна підстава на час викладки і формування деталі; с/’і2 = 0.75 - якщо жорсткість оснастки перевищує вимоги;

0.5 - якщо жорсткість оснастки менша за потрійну, але необхідне додаткове устаткування, яке дозволить забезпечити номінальну установку оснастки.

Сумісні затрати різних КТР оснастки С. _________

Вартість розробки

Затрати на експеримон тальні дослідження Сцсс

Затрати на проектування "■ Спр

Затрати на дослідження, доробку документації

Вартість виготовлення

Заробітна плата С„

Накладні витрат С-иаи.

Прибуток підприємства

Вартість матеріалів і покупних виробів Сц*Т

Затрати в експлуатації

Затрати на енергію

Затрати на допоміжні мат еріали Свої.

Затрати на ремонт Ср*м

Затрати на амортизацію споруд

Затрати на амортизацію устаткування

Зарплата обслуговуючого персоналу Сміоб

С

Мал 3 Структури сумігьи* зчірлт різних КТР оснастки

- для критерію впливу різниці КПТР деталі і оснастки:

= в , (6)

Де атср.осн. - КЛТР матеріалу оснастки одного із вибраних для порівнянь варіантів, при якому ДКЛТР буде максимальною; оцет - КЛТР матеріалу деталі;

а - КПТР матеріалу розглянутого варіанту оснастки.

- для критерію теплоємкості оснастки:

. г/м -ТМ

р/2, =е , (7)

де ТМом - термічна маса (добуток теплоємкості на щільність) одного із матеріалів, що використовуються, яка має мінімальне значення; . ,

ТМпжр - термічна маса одного із матерілів, що використовуються, яка має максимальне значення;

ТМ - термічна маса матеріалу розглянутого варіанту оснастки. .

- для критерію забезпечення допустимого перепаду температури у виробі:

Я'гг = у —2— , (8)

*22 тах.

Введено поняття показника ефективності циклу термообробки, що дорівнює:

*22 = -----; т~ ■ (®)

t^ + t2 + tз .

де и - час набирання температури;

к - час термообробки;

6 - час охолодження;

^ + <2 + їз - цикл формування.

Хгг - значення ефективності циклу термообробки для розглянутого

варіанту;

Хггтах - значення максимальної ефективності цикла термообробки для одного із розглянутих варіантів.

В результаті аналізу даного критерію, як приклад, установлено, що:

- при швидкостях розігріву теплоносія менше ніж 3°С/хв. і малій товщині виробу, що формується, вплив теплоємкості каркасної оснастки в інтервалі

товщин обшивки 4...8мм на температурний перепад у виробі, що формується, незначний;

- при формуванні деталі із ПКМ товщиною меншою ніж 2мм на монолітній оснастці із сталі, в якої середня товщина 20мм, швидкість набору температури не повинна перевищувати 2°С/хв. При збільшенні товщини деталі до 8мм швидкість набору температури повинна зменшитись в 3.7 раза;

- для критерію забезпечення герметичності робочого об’єму;

Я з

тах. (^)

(Ю)

де Я0тах.(с) * максимальна експлуатаційна надійність оснастки з ЇТ герметичності для одного із розглянутих варіантів;

Яоі(с) - експлуатаційна надійність оснастки з її герметичності для

розглянутого варіанту; для простих умов експлуатації (холодне затвердіння):

^о(с)=ЄХр{~[А-в^'(^-и) ср] *С} .

для важких умов експлуатації (гаряче затвердіння):

(11)

Я0(с)=ехр{-[Ав*С+-(-^)срп*С2 ]}

(12)

Виконаний розрахунок експлуатаційної надійності різних типів оснастки для тяжких умов в залежності від кількості робочих циклів (мал.4).

- Монолітна оснастка

- Відлита з механічним стиком

-Тонколистова з механічним стиком -Дерев'яна болванка

5 10 20 40

Кількість рбочих циклів

100

Мал. 4. Експлуатпційна нпдійность різних типів оснастки

- для критерію потрібного ресурсу оснастки:

. ПІ

q4=---------При Л/^Лтрва. (13)

Птреб.

q'4- 1 при Пі>Птреб '

де щ - ресурс оснастки в робочих циклах до першого ремонту;

Лтрве - потрібний ресурс оснастки в робочих циклах до першого ремонту.

[(Вост.]

IV ---------І, (14)

а ост.

де мхт. - залишкова деформація на кожному циклі формування;

[аьст] - сумарна залишкова деформація, яка допускається в експлуатації.

Отримано вираз для визначення

„ _ fmp.Paem. (п Q , &ки

-------55e_4°'e+T'_rJ' (15)

звідси випливає, що залишкова деформація сооап-

- пропорційна кубу відстані між підкріплюючими ребрами а;

- обернено пропорційна квадрату товщини обшивки 5;

- пропорційна коефіцієнту тертя між КМ і обшивкою fmp‘,

- пропорційна тиску формування ра*й

- обернено пропорційна модулю пружності матеріалу обшивки Е.

- для критерію забезпечення циклу виготовлення оснастки: визначений зв'язок між циклом виготовлення оснастки і кількістю переходів на критичному шляху сітьового графіку для кожного типу оснастки (мал.5.), запропоновано визначити даний критерій згідно з виразом

Л„ min.

Я'В = ------ (16)

"ці

да Пці - кіг.икість переходів на критичному шляху для і-ro варіанту оснастки;

Пцьшт. - мінімальна кількість переходів на критичному шляху для одного із розглянутих варіантів оснастки.

■ для критерію готовності оснастки:

, (осн. 1

«7 в

tocH.+tecn.

1 +

tecn.

toen.

де ta

- затрати часу на виконання основних операцій (викладка і формування);

^сп. - затрати часу на виконання допоміжних операцій, який складається із часу на підготовку оснастки, підготовку до гніту, виймання готової деталі з оснастки.

Методом експертних оцінок отримані коефіцієнти значимості для кожного Із розглянутих критеріїв ї, відповідно, вираз узагальненого показника якості (3).

При аналізі сумісних затрат виявлена залежність між геометричними параметрами деталі, що виклеюється, і поверхневої маси оснастки, затратами на її проектування і виготовлення. Показано вплив геометричних параметрів оснастки на її ресурс.

Критичний шлях

1. Проектування оснастки; 7. Виготовлення заготовки обшивки;

2. Плазова проробка; 8. Установка обшивки на каркас;

3. Розробка технології виготовлення 9. Виготовлення заготовок наклад-

оснастки; них елементів

4. Виготовлення шаблонів (лекал); 10. Збір форми.

5. Виготовлення основи;

6. Збір каркасу;

Мал. 5. Сітьовий графік виготовлення каркасної оснастки

Зокрема, гри збільшенні товщини обшивки в 2 раза, а відповідно, і збільшенні ресурсу в 4 раза, маса каркасної оснастки може бути збільшена

всього на 27%.

В четвертому розділі розроблені і узагальнені рекомендації з простування утворюючих елементів оснастки.

На основі теоретичних досліджень визначені обмеження для транспортування оснастки і її жорсткості. Одержано вираз для визначення: .

- допущення тросів різної довжини при чотирьохточечній підвісці:

[■Утаї ]

А/

1-

(18)

с у 4с2 ’ де с - номінальна довжина тросу;

ЛІ - різниця довжин тросів; .

Ута* - прогиб рами оснастки в точці закріплення видовженого тросу під дією розподіленої маси; ба - довжина діагоналі рами;

- мінімальної допущеної висоти Н підвіски тросів від оснастки:

1.25 в-ЬІ

(19)

Е/,1 +

аЛ Ьо /

де Є - маса оснастки;

во, Ьо - ширина і довжина рами оснастки;

Е, Л - модуль пружності і момент інерції балок рами, відповідно. Досліджена деформативність рам оснастки для чотирьох можливих схем І* закріплення в процесі транспортування (мал.6), визначені кращі схеми.

Мал.6. Схеми закріплення рам в процесі транспортування

Досліджено впливи геометричних і теплофізичних параметрів ребер жорсткості і порожнин на перепади температури в КЗЄО. Отримані результати дозволили визначити, що найбільші перепади температур

можливі у випадку використання в оснастці матеріалів з низькими значеннями теплопровідності, наприклад, склопластику, резини. Великі значення перепадів товщин, високих швидкостей нагріву, високих значень теплопередачі здатні збільшенню перепадів температури.

Розроблені рекомендації, що враховують різницю КЛТР матеріалів оснастки і деталі в процесі проектування оснастки і її експлуатації.

В п'ятому розділі на основі дослідженої дисертаційної роботи розроблений алгоритм пошуку раціонального КТР оснастки (мал.7). Проаналізовані КТР оснастки, упроваджені на АНТК “Антонов". Приведені дані про впровадження основних положень дисертації.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Розроблені і обгрунтовані основні ознаки і система класифікації оснастки, а також структура класифікаційного шифру. Запропонована система класифікації відрізняється мобільністю кількості ознак відносно конкретних завдань технологічної підготовки виробництва і введенням ознак деталі, що формується в класифікаційну характеристику оснастки, що суттєво розширює інформативність і ефективність запропонованої системи порівняно з існуючими.

2. Розроблена методика комплексної оцінки оснастки для деталей із ПКМ на основі визначення максимального значення інтегрального критерію якості, який забезпечує вибір раціональних КТР. Проаналізовані властивості часткових критеріїв якості і шляху зниження затрат при створенні оснастки.

3. Отримана розрахункова залежність для обгрунтування обмежень для транспортування оснастки і її жорсткості, яка забезпечує необхідну геометрію деталі із ПКМ. Запропоновані конструктивно технологічні рішення, які забезпечують мінімальний перепад температур при формуванні виробу, а також враховують різницю КЛТР деталі і оснастки.

4. Розроблений алгоритм пошуку раціонального КГР оснастки. Запропонований алгоритм використовується відділами АНТК "Антонов” при виборі КТР оснастки.

5. Результати досліджень" використані при розробці рекомендацій для проектування і виготовлення полімерної оснастки, рекомендацій для обліку різниці КЛТР деталі і оснастки, виробничої інструкції по контролю оснастки на КВМ «аЗсі», визначені області використання стальної оснастки замість алюмінієвої в умовах дослідного виробництва, створена інформаційно-пошукова база даних "Оснастка для деталей із ПКМ”.

Початок

Введення даних про деталі

Введення додаткових данних

Обробка даних, аналіз обмежень

Вибір методу забезпечення режиму формування

Визначення інтегрального критерію якості. Вибір раціонального КТР

Визначення оптимального методу режиму формування і КТР оснастки

Визначення шифру раціонального КТР і розташування його в базі даних

Тип конструкції Тип базової поверхні Режим формування Основний матеріал

Багатомісткість Значення припусків Серійність

Необхідна точність ФУП Вимоги до жорсткості Значність впливу КЛТР Цикл виготовлення оснастки

Діалоговий режим

Ескізний проект варіантів оснастки, розрахованої на жорсткість і ресурс

Синтез технічних рішень, що поліпшують КТР оснастки

Мал. 7. Алгоритм пошуку раціонального КТР оснастки

Основні результати роботи можуть бути використані в учбовому процесі учбових закладів, дослідно-конструкторських бюро, науково-дослідних і виробничих організаціях, які займаються проектуванням і виготовленням конструкцій із ПКМ.

Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Петропольский B.C. Допустимая разнодлинность тросов и высота подвесок формообразующей оснастки для изделий из композиционних материалов при ее транспортировке внутризаводскими средствами // Вопросы проектирования и производства конструкций летательних аппаратов.-Харьков: ХАИ, 1995- с.21-26.

2.Гайдачук В.Е., Петропольский B.C., Сидоренкова М.А. Регламентация жесткости формообразующей оснастки для изделий из полимерных композиционных материалов при ее деформировании в процессе транспортировки // Вопросы 'проектирования и производства конструкций летательных аппаратов.-Харьков: ХАИ, 1995. - с.27-29.

3.Кириченко В.В., Петропольский B.C., Сидоренкова М.А. Выбор основных параметров формообразующей оснастки и расчет ее ресурса II Авиационно-космическая техника и технология.-Харьков, 1996.-c.361-363.

4. Петропольский B.C. Классификация оснастки для деталей из полимер-них композиционних материалов //Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов.-Харьков: ХАИ, 1997. - с. 13-26.

5.Петропольский B.C., Бондарь В.Г., Валко В.П. Выбор материала оснастки для деталей из полймерних композиционних материалов в условиях опитного производства // Вопроси проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Вып. 10,-Харьков: ХАИ, 1998 . - с.68-74.

6.Гайдачук В.Е., Петропольский B.C., Сидоренкова М.А. Исследование деформативности рами формообразующей оснастки для формования композитных изделий в зависимости от условий ее фиксации при транспортировке

II Вопроси проектирования и производства конструкций летательних аппаратов. Вып.Ю.-Харьков: ХАИ, 1998. - с.6-12.

7.1141666 СССР. Устройство вакуумного формования I В.П. Валко, B.C. Петропольский, Б.А. Бигула (СССР). -№3633770; Заявлено 15.08.83.

8.1195561 СССР.' Устройство для формования изделий с однонаправленной арматурой/ Г.Г.Кантер, БАБигула, В.П.Валко, В.С.Петропольский, ВАМостовой (СССР). -№3755238; Заявлено 19.06.84.

9.1322813 СССР. Устройство для ультразвукового контроля полимерных материалов / Б.А.Бигула, А В.Балйн, Л.М.Бобко, В.С.Петропольский, (СССР). -№3975248; Заявлено 14.11.85.

10.1545439 СССР. Устройство для формования длинномерных изделий из композиционного материала / Г.Г.Кантер, В.П.Валко, В.С.Петропольский, О.М.Канунников (СССР). -№4362891; Заявлено 12.01.88.

11. Бондарь В.Г., Петропольский B.C., Стариков Л.М. Применение алюминиевой оснастки, учитывающей влияние коэффициентов линейного термического расширения, для производства деталей и узлов из ПКМ. //-В сб.: Тезисы докладов Второй всесоюзной конференции 'Технология производства деталей из композиционных материалов", Киев / июнь 1991г. -Киев: УКРНИ-AT.-1991.-c.33.

12. Бондарь В.Г, Петропольский B.C., Данильченко А.Н. Опыт применения оснастки из стеклопластика для изготовления деталей и конструкций из полимерных композиционных материалов. II-B сб.: Тезисы докладов Второй всесоюзной конференции 'Технология производства деталей из композиционных материалов",", Киев, июнь 1991г. -Киев: УКРНИАТ.-1991.- с. 34.

13. Игнатенко Г.К., Бондарь В.Г., Петропольский B.C. Нормализация ос-

настки для автоклавного формования изделий из ПКМ. II-В сб.: Тезисы докладов Второй всесоюзной конференции 'Технология производства деталей из композиционных материалов",", Киев , апрель 1991г. -Киев: УКРНИАТ.-1991.-с. 32. ■

АНОТАЦІЯ

Петропольський В. С. Розробка раціональних конструктивно-технологічних рішень формоутворюючої оснастки для виготовлення деталей із полімерних композиційних матеріалів. Дисертація є рукописом, який представлено на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.07.04. - технологія виробництва літальних апаратів. Український науково-дослідний інститут авіаційної технології, Київ 1998р.

Дисертація присвячена питанням визначення раціональних конструктивно-технологічних рішень (КТР) оснастки для деталей із полімерних композиційних матеріалів (ПКМ) на етапі її проектування. Містить теоретичні і пр ак-тичні результати досліджень характеристик оснастки. Розроблені система класифікації і методика визначення інтегрального критерію якості оснастки. Отримано алгоритм визначення раціональних КТР. Розроблені рекомендації з проектування окремих елементів оснастки. Основні результати роботи впроваджено на АНТК “АНТОНОВ” та других підприємствах галузі.

Ключові слова: полімерний композиційний матеріал, оснастка, класифікація, критерії, точність, формоутворююча поверхня, жорсткість.

АННОТАЦИЯ

Петропольский В. С. Разработка рациональних конструктивнотехнологических решений формообразующей оснастки для изготовления деталей из полимерных композиционных материалов. Диссертация является рукописью, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.04. - технология пройзводства летательных аппаратов. Украинский научно-исследовательский институт авиационной технологии, Киев 1998г.

Диссертация посвящена вопросам определения рациональных конструктивно-технологических решений (КТР) оснастки для деталей из полимерних композиционних материалов (ПКМ) на этапе ее проектирования. Содержит теоретические и практические результати исследований характеристик оснастки. Разработаны система классификации и методика определения интегрального критерия качества оснастки. Получен алгоритм определения рациональних КТР. Разработаны рекомендации по проектированию отдельних элементов оснастки. Основные результаты работы внедрени на АНТК ''АНТОНОВ" и других предприятиях отрасли.

Ключевые слова: полимерный композиционный материал, оснастка, классификация, критерии, точность, формообразующая поверхность, жесткость.

ANNOTATION -

Petropolski V. S. Working out of rational constructional technological decisions of forming tooling for manufacturing parts of polymer composition materials. The thesis is a manuscript for an academic degree of a candidate of technical sciences of the specialty 05.07.04 Technology of manufacturing of flying apparatus. Ukrainian scientific research institute, Kiev, 1998 .

The thesis is devoted to the probîems of defining constructional technological decisions ( CTD ) of tooling for parts of polymer composition materials ( PCM ) on the design stage. The thesis contains theoretical and practical results of investigation of tooling characteristics.

Classification system and methods of defining integrated criterion of tooling quality are worked out. Algorithm of defining rational CTD is worked out . Main results of the work have been inculcated on ASTC "ANTONOV” and other undertakings of industry.

Key words: polymer composition materials, tooling, classification, criterion, precision, forming surface, stiffness.

Підписано до друку 29.04.98р.Формат 60x84/16. Папір Друкарський №1. Гарнитура Arial.

Ум. друк. арк.-1,0. Тираж 100 примірників. Заказ 24. Друк МІВВЦ 254080 Київ, вул.Фрунзе, 19-21