Технологическая оснастка для формования деталей из полимерных композиционных материалов

Технологическая оснастка для формования деталей из полимерных композиционных материалов предназначена для изготовления деталей, применяемых в авиакосмической отрасли. Технологическая оснастка для формования деталей из полимерных композиционных материалов содержит охлаждающую систему (1), размещенную в матрице формы (2). Система состоит из центральной части (3) и соединенных с ней, например, болтовым соединением, периферийных частей (4), причем каждая из частей состоит из верхней крышки (5), в которой расположены входной (6) и выходной (7) штуцеры, и нижней крышки (8), в которой выполнены ребра (9), образующие систему каналов (10) при соединении верхней (5) и нижней крышки (8), причем между матрицей (2) и охлаждающей системой (1) размещен теплоизолирующий слой (11).

Увеличен размер изготавливаемых деталей и повышено их качество.

Предлагаемое техническое решение относится к авиакосмической промышленности, а именно к области переработки пластмасс с помощью формования с использованием вспомогательных принадлежностей со встроенными средствами для охлаждения, и может быть использовано при производстве деталей для авиационной и космической техники.

Известно изобретение, относящееся к области переработки пластиков с помощью формования с использованием вспомогательных принадлежностей со встроенными средствами для нагрева (патент РФ 2401196 В29С 43/52, 2008). Технический результат достигается оснасткой для формования детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), содержащей опорную систему, формующую оболочку с формующей поверхностью для выкладки композитной оболочки. При этом формующая оболочка выполнена с системой каналов для движения потоков воздуха, расположенных под формующей поверхностью оснастки. Причем высота сечения каждого из каналов по его длине выбрана обратно пропорционально величине массы заготовки, находящейся над каналом, а вход и выход каждого из каналов выполнен с расширением.

Недостатками данного технического решения является отсутствие возможности использования системы охлаждения и отсутствие возможности установки зон с контролируемой разницей температур, что отрицательно влияет на качество формуемых деталей.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является конструкция литьевой формы (патент РФ 2011526 В29С 45/73, 1994), используемая для переработки пластмасс методом литья под давлением с применением охлаждающей системы. Охлаждающая система выполнена в виде подключаемых к источнику тока двух коаксиальных вставок из электропроводящего материала. Вставки соединены между собой посредством электрических проводников, выполненных из материала, который обеспечивает проявление эффекта Пельтье.

Недостатками вышеописанного технического решения является невозможность изготовления крупногабаритных деталей, а так же поддержание оптимальной разницы температур между охлаждаемыми и неохлаждаемыми зонами технологической оснастки, которая ведет к ухудшению качества изготавливаемых деталей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является создание конструкции технологической оснастки для формования детали из ПКМ, с возможностью автономного охлаждения всех частей охлаждающей системы, позволяющей поддерживать требуемую температуру в определенных зонах формующей поверхности технологической оснастки, что повышает качество полученных деталей.

Данная задача решается за счет того, что в технологической оснастке для формования деталей из полимерных композиционных материалов в матрице формы размещена охлаждающая система, причем система и матрица создают формообразующую поверхность. Охлаждающая система состоит из центральной части и соединенных с ней, например, болтовым соединением, периферийных частей. Каждая из частей состоит из верхней и нижней крышки. В верхней крышке расположены входной штуцер для подачи охлаждающего агента и выходной штуцер для отвода охлаждающего агента. В нижней крышке выполнены ребра, образующие систему каналов при соединении верхней и нижней крышки. Для поддержания термостабильности в пределах охлаждаемой зоны между матрицей и охлаждающей системой размещен теплоизолирующий слой

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение термостабильности на всех участках охлаждения.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг. 1 Технологическая оснастка: вид сверху

Фиг 2. Сборочный чертеж технологической оснастки

Технологическая оснастка для формования деталей из полимерных композиционных материалов содержит (фиг. 1) охлаждающую систему 1, размещенную в матрице формы 2. Система состоит (фиг. 2) из центральной части 3 и соединенных с ней, например, болтовым соединением, периферийных частей 4, причем каждая из частей состоит из верхней крышки 5, в которой расположены входной 6 и выходной 7 штуцеры, и нижней крышки 8, в которой выполнены ребра 9, образующие систему каналов 10 при соединении верхней 5 и нижней крышки 8, причем между матрицей 2 и охлаждающей системой 1 размещен теплоизолирующий слой 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Технологическую оснастку для формования деталей из полимерных композиционных материалов с заготовкой помещают в печь, подводят теплоизолированные трубки к входным штуцерам 6 центральной 3 и периферийных частей 4 и подключают к установке, подающей охлаждающий агент (на фиг. не показано). Осуществляют нагрев в печи по заданному режиму. Охлаждающий агент, проходя через теплоизолированные трубки (на фиг. не показаны), поступает к входному штуцеру 6, а затем в полость системы каналов 10, образованную при соединении верхней 5 и нижней 8 крышки. Охлаждающий агент, проходя через систему каналов 10, охлаждает нижнюю крышку 8 благодаря явлению теплопередачи от горячей нижней крышки к охлаждающему агенту. Теплоизолирующий слой, расположенный между охлаждающей системой 1 и матрицей 2, способствует обеспечению термической стабильности нагревающихся и охлаждаемых зон. После прохождения через систему каналов 10 охлаждающий агент через выходной штуцер 7 выводится из охлаждающей системы 1. Подачу агента осуществляют по требованию к необходимой температуре в месте охлаждения.

Предложенное техническое решение, благодаря тому, что центральная и периферийные части охлаждаются автономно друг от друга, то качество изготавливаемых деталей поддерживается на необходимом высоком уровне. А также применение данного технического решения позволяет изготавливать крупногабаритные детали.

Технологическая оснастка для формования деталей из полимерных композиционных материалов, содержащая охлаждающую систему, размещенную в матрице формы, отличающаяся тем, что система состоит из центральной части и соединенных с ней периферийных частей, причем каждая из частей состоит из верхней крышки, в которой расположены входной и выходной штуцеры, и нижней крышки, в которой выполнены ребра, образующие систему каналов при соединении верхней и нижней крышек, а между матрицей и охлаждающей системой размещен теплоизолирующий слой.

РИСУНКИ