В последние два десятилетия возросло применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в различных целях. Их применение обуславливается простотой обслуживания, отсутствием необходимости подготовки лётного состава и аэродромной инфраструктуры, сравнительно низкой стоимостью самих аппаратов и их обслуживания. Всё большее распространение БПЛА требует создание серийной технологии с применением современного оборудования и программного обеспечения. В настоящей работе рассмотрено изготовление формообразующих оснасток для деталей беспилотника, имеющих сложную форму, с применением современных программных комплексов.

Существующая конструкция центроплана БПЛА (Рисунок 1, а) состоит из деталей обшивки и каркаса (Рисунок 1, б). Все соединения являются клееными.

 

Рис.1. Существующая модель центроплана БПЛА, где: а - модель в сборе; б - разнесённый вид Новая  конструкция  должна  свести  к  минимуму  количество  деталей,  обладать  максимальной

интегральностью и при этом не терять в технологичности. Одним из эффективных путей снижения цикла изготовления композитных конструкций является повышение степени их интегральности, которая подразумевает объединение нескольких деталей в одну. Основными преимуществами интегральности является:

- сокращение времени и ресурсов на сборку и доводочные операции;

- точное взаимное расположение частей друг относительно друга;

- сокращение количества формообразующей оснастки.

Оптимальной была выбрана схема, предусматривающая разделение центроплана на две основные композитные детали и крышки лючков (Рисунок 2).

Рис.2. Технологическое членение центроплана на 2 части с крышками лючков, где: а - модель в сборе; б - разнесённый вид

 

Для формования наиболее сложной детали - нижней секции центроплана, спроектирована ФО, изображенная на Рисунке 3. Моделирование деталей центроплана и формообразующих оснасток осуществлялось в программном продукте Siemens NX 8.0.

Рис.3. Экспериментальная оснастка для изготовления нижней секции центроплана БПЛА, где 1 - основная часть; 2 - элемент оснастки для формирования подсечки; 3 - торцевые элементы оснастки для формирования нервюр; 4 - элементы оснастки для формирования ячеек для оборудования

 

Сложность геометрии детали (наличие подсечек в зонах лючков, острых углов в зонах стыка нервюр, обшивки и обратного угла по всей длине передней кромки) повлекло за собой усложнение конструкции оснастки.

Для облегчения работы с оснасткой в зоне между элементами поз. 4 (Рисунок 3) была предложена концепция раздельной выкладки на вспомогательную оснастку. Для её реализации спроектирована оснастка для преформирования, включающая в себя поз. 4 экспериментальной оснастки (Рисунок 4).

Рис.4. Оснастка для преформирования

 

 

Ввиду большой трудоёмкости изготовления, высокой стоимости алюминиевого сплава для изготовления экспериментальной оснастки и оснастки для преформирования был выбран модельный пластик Renshape плотностью 0,65-0,7 г/см3и теплостойкостью 75-80°C.

Для изготовления верхней секции центроплана спроектирована трёхсоставная оснастка, представленная на Рисунке 5.

Рис.5. Формообразующая оснастка верхней секции центроплана.

 

По всему контуру рабочей зоны оснастки предусмотрен канал сечением 10х10 мм, а по переднему контуру канавки сечением 1х2 мм для беспрепятственного создания вакуума в технологическом пакете.

Для изготовления крышек лючков была спроектирована оснастка, представленная на Рисунке 6. С целью оптимизации технологического процесса предусмотрено изготовление всех деталей за одно формование с последующей обрезкой технологического припуска.

Рис.6. Формообразующая оснастка верхней секции центроплана.

 

Для изготовления экспериментальной оснастки выбран алюминиевый сплав Д-16Т.

Дальнейшие работы будут осуществляться в следующих направлениях: анализ и подбор материалов по критериям наименьшего времени и температуры полимеризации, обеспечивающих требуемую серийность выпуска деталей.

 

Список литературы

1.      Халиулин В.И., Шапаев И.И. Технология производства композитных изделий. Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан.гос. техн. ун-та, 2003.