МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХСЛОЙНЫХ СОТОВЫХ ПАНЕЛЕЙ

Винтерьере современных пассажирских самолетов около 80 % конструкций самолета выполнены из трехслойных сотовых панелей, что объясняется их довольно высокой удельной прочностью и жёсткостью, по сравнению с традиционными монолитными. Это позволяет уменьшить толщину оболочек, панелей и число ребер жесткости и уменьшить массу конструкции.

Постепенный рост объёмов производства авиационной техники ставит перед производителями задачу экономической эффективности при изготовлении деталей из ПКМ, поэтому создание современного высокотехнологичного интерьера самолетов требует выполнения целого комплекса мероприятий:

- использование новых технологических процессов изготовления панелей интерьера обеспечивающих уменьшения длительности производственных циклов их изготовления, трудоемкости и энергозатрат;

- применение новых материалов обеспечивающих получение деталей высокого качества и соответствующих Авиационным правилам АП – 25 по горючести, тепловыделению и дымообразованию.

Внаучной работе рассмотрен и проанализирован патент и проведены исследования по способу изготовления трехслойных сотовых панелей как для интерьера, так и для деталей самолета, а так же по выбору эффективных материалов.

Сотовая панель – трёхслойная панель, состоящая из верхней и нижней обшивок и сотового заполнителя между ними. Схематично сотовая панель показана на рисунке.

Схема сотовой панели

Для изготовления панелей интерьера самолетов в настоящее время используются две

основные технологии: вакуумное и прессовое формование. Каждая из приведенных технологий имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее широко применяется технология вакуумного формования в термопечи, которая позволяет изготавливать панели любой сложности и использует относительно дешевое оборудование – термопечь.

Недостатком такой технологии является длительное время формования, что увеличивает трудоемкость и энергозатраты, а так же наличие довольно большого количества расходных материалов (разделительные пленки, дренажные слои, вакуумные мешки, герметизирующие ленты), которые выбрасываются, загрязняя окружающую среду, а их стоимость включается в стоимость детали.

Применение прессового формования для изготовления трёхслойной панелей интерьера отличается отсутствием вспомогательных материалов, что удешевляет процесс изготовления, но ограничивается формованием плоских трёхслойных панелей.

Технология ускоренного формования трёхслойных панелей позволяет совместить преимущества вакуумного формования – способность изготавливать панели двойной кривизны и прессового формования – формовать панели без использования расходных материалов. Этот процесс значительно сокращает время изготовления панелей. Он эффективен при изготовлении сложнопрофильных деталей интерьера пассажирских самолетов при большом объеме производства однотипных деталей.

Основным материалом для изготовления панелей интерьера как отечественных, так и зарубежных самолетов, являются стеклопластики на основе фенолоформальдегидных связующих. В настоящее время для изготовления панелей интерьера применяются стеклопластики на основе фенолоформальдегидных связующих ФПР – 520 и

ФП – 520.

Для технологии ускоренного формования трёхслойных панелей интерьера разработано фенолоформальдегидное связующее ВСФ – 16М с коротким циклом отверждения при температуре

140ºС.

Для изготовлении препрега на основе указанного связующего был проведён выбор наполнителя. Одним из основных условий выбора

В станкостроении применяется детали с различными поверхностями, требования к которым разнообразны, а от технологий изготовления, как и от технологии упрочнения зависит стоимость, технологичность и ресурс детали. К большинству деталей требуется высокая твердость поверхности 60…65 HRC при 5-6 классе точности. Достижение данных требований заложенных КД, не составляет особой сложности получения для простых поверхностей, но с фасонными поверхностями сложной конфигурации, вопрос изготовления стоит более остро, возникает необходимость применения специализированного оборудования, но в условиях мелкосерийного и гибкого производства приобретение предприятием узконаправленного и дорогостоящего оборудования не целесообразно.

Цель исследования, получение технологии повышения износостойкости с высокой чистотой получаемой поверхности деталей станочного оборудования.

Под упрочнением поверхности понимается, повышение твердости поверхностного слоя с совместным обеспечением высокой чистоты поверхности. Выглаживанием поверхности детали предполагает процесс удаления припуска как правило, методом шлифовки, а для особо ответственных деталей хонингование и полировка, так же существует метод алмазного выглаживания.

На рис.1показанна шарика-винтовая передача разработанная на предприятии АО Корпорация «РИФ», а на рис. 2 представлена одна из деталей механизма.

Как видно из рис. 1 и 2 габаритные размеры и фасонные поверхности данного механизма очень малы, а твердость поверхности винта и гаек 60…62 HRC при чистоте поверхности Ra 0,4. Так же ситуация осложняется применяемым материалом, в классическом варианте при изготовлении ШВП применяется шарикоподшипниковая сталь, которая беспрепятственно закаливается до заданной твердости после чего шлифуется, в нашем случаи применяется низкоуглеродистая сталь аустенитного класса 03Х11Н10М2, выбор данной марки стали обусловлен условиями работы механизма. Как показывает практика, данная марка стали не подвергается закалке в следствии низкого

содержания углерода, классический метод упрочнения данной стали - азотирование, но процесс протекает при температуре 500 вследствие чего возникает коробление, так же качество поверхности снижается.

Рис.1. Шарика-винтовая передача

Вторая проблема возникшая в ходе процесса азотирования нарушение термической обработки детали, в нашем случаи практические испытания показали, что на деталях прошедших азотирование, по окончании прикатки, наблюдалось усталостное выкрашивание, это связанно с тем, что «поверхностная корка» твердая и хрупкая, а сердцевина очень мягкая [3].

Рис. 2. Обрабатываемая деталь При анализе технологии упрочнения

плазменное напыление является наиболее перспективным, так как позволяет наносить тонкопленочные покрытие из различных материалов, при этом не нарушая режимы термообработки детали. Изучение данной технологии позволят получить высококачественные покрытия с повышенными эксплуатационных свойств, что позволит увеличить ресурс и надежность как детали, так и механизма в целом, с возможностью более рационально, применять дорогостоящие материалы [1].

На рис. 2 показан схема нанесения плазменного покрытия.

Рис.3. Схема наносимого плазменного покрытия

По подводному каналу 1 подается плазмообразующий газ, порошок поступает из питателя 6 транспортируемого газом по подводу 7. При помощи источника питания, постоянного сварного тока 9 разжигается плазменная дуга 8, стабилизация которой реализуется плазмообразующим газом и внутренней поверхностью сопла [1].

Получение на поверхности тонкопленочного покрытия, полученного методом плазменного напыления позволит:

-понизить коэффициент трения;

-повысить износостойкость;

-повысить задирастойкость;

-исключить эффект схватывания.

Данные факторы, позволяют, применяя

оборудовании, так же расширить спектр применения подшипников скольжения.

Полученное покрытие может не соответствовать требуемой высоте микронеровностей, в качестве решения данной проблемы выступает импульсное лазерное выглаживание.

Технология импульсного лазерного выглаживания предусматривает два варианта:

-выглаживание с оплавлением на заданную глубину;

-выглаживание с получением «металлического стекла».

Оба метода предусматривают оплавление микронеровности, что приводит к снижению шероховатости поверхности. Данный метод не снижает полученную твердость покрытия, наоборот способствует процессу упрочнения нанесенного покрытия. [2].

Лазерное импульсное выглаживание так же позволяет производить правку поверхности, а именно устранение отклонения заданного профиля, все это возможно реализовать используя комплекс из установочного приспособления с возможностью поворота детали на заданный угол с точностью до нескольких минут, КИМ и импульсного технологического лазера. Так как к деталям предъявляются особые требования по точности, при высокой частоте вращения возникает необходимость балансировки, данный метод так же позволит производить высокоточную балансировку, особое внимание необходимо уделить при балансировке очень маленьких деталей, размеры которых не превышаю 10-20 мм.

На основе данного теоретического материала можно сделать вывод. На сегодняшний день плазменное напыление и импульсное лазерное выглаживание - это прогрессивные методы и целесообразно использовать их для развития предприятия. Применение данной технологии не только к данным деталям, но и внедрение в производство серийных изделий позволит сократить расходы на приобретение дорогостоящего специнструмента, а также использовать менее дорогостоящие материалы. Внедрение данного метода, позволит повысить как качество продукции так возможность конкурировать с зарубежными производителями.

Литература

1.Лащенко Г.И. Плазменное упрочнение и напыление. – К.: «Екотехнологiя», 2003. – 64 с.

2.Григорьянц А.Г. Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной обработки материалов. Учеб.

Для ПТУ.-М.: Высш. шк., 1990. 3. Бакуменко А.В. Плазменное напыление и его применение в области средств технического обеспечения полетов. / Бакуменко А.В., Г.И. Трифонов // Материалы международной научнопрактической конференции «Фундаментальные и

51