Файл: Колпашников, А. И. Армирование цветных металлов и сплавов волокнами.pdf

армированных полуфабрикатов намоткой рядов воло­ кон на элементы ( например, пластины) из матричного материала [92, 93] (рис. 63). Сборку заготовок шири­ ной до 300 мм легко осуществляют на токарных стан­ ках. Сначала волокна наматывают на центральную пластину, закрепленную в патроне станка и задней баб­ ке с помощью фланцевых зажимов, болтовых соедине­

ний предварительно про-’ сверленных в пластинах от­ верстий. Для закрепления переднего конца волокна в углу пластины сверлится от­ верстие.

получали указанным способом заготовки с большим чис­ лом слоев волокон (до 16 слоев). Волокно наматы­ вается вследствие вращения заготовки вместе с патро­ ном станка и прохождения волокна через проводку, за­ крепленную в резцедержателе станка, работающе­ го в режиме нарезания резьбы. Намотку можно вести

сшагом, равным диаметру волокон (плотная намотка),

ис большим шагом (неплотная намотка).

После окончания последней намотки устанавливают обладки, снимают стягивающие болты и заклепывают пакет. Клепку можно производить как вручную, так и на прессе.

Этот способ получения заготовок позволяет варьи­ ровать объемную долю волокон шагом намотки, диа­ метром волокон, количеством их слоев, а также толщи­ ной пластин из матричного материала.

При получении пластин из жаропрочных никелевых сплавов, армированных тугоплавкими волокнами, применяют другую схему сборки заготовок (рис. 64).

Нечетное число листов из матричного сплава с после­ довательно намотанными волокнами располагают в

136

полости рамки, устанавливают краевые пластины (об­ кладки). Элементы скрепляют, устанавливая зажимы, являющиеся временными фиксаторами, а окончательно соединяют кромки элементов дуговой сваркой в среде инертного газа. После сварки, обеспечивающей, кроме

скрепления, герметизацию сборной заготовки, зажимы снимают.

и поперечным направлением волокон в слоях. Для это­ го после установки каждой новой пары пластин необ­ ходимо изменять положение пакета на 90°.

обходимость использования 'центральной пластины отно­ сительно большой толщины во избежание ее изгиба, особенно при получении крупных заготовок, что огра­ ничивает достижимые объемные доли волокон (^3 5 % ).

* В создании намоточного устройства для получения крупных заготовок вместе с авторами принимали участие Г. В. Федоров, В. А. Евсеев, О. И. Качайник.

137

Этот недостаток можно ликвидировать используя способ сборки и приспособления, показанные на рис. 66. Пакет, состоящий только из тонких матричных пластин, можно наматывать с помощью устройства, изо­ браженного на рис. 65. Концевые участки свободно вра­ щающегося элемента 1 (см. рис. 66,а) и приводного

обкладками

элемента крепления 2 соединяют планками 3, толщина которых соответствует толщине будущей заготовки, за вычетом общей толщины краевыхпластин (обкладок). Ширину планок выбирают в зависимости от их толщи­ ны, диаметра и жесткости волокон. Планки укрепляют на элементах 1 и 2 с помощью болтовых соединений 4. Болты на одной стороне (например, сверху) входят в прорези и могут смещаться в направлении оси враще­ ния на небольшое расстояние. Концевые участки цланок имеют ступенчатую форму (см. рис. 66, вид А). На установочные плоскости 5 элементов крепления с по­ мощью болтовых соединений (см. рис. 66, б) (болты входят в отверстия 7) крепится тонкая центральная пластина 8. Середина толщины пластины 8 совпадает с серединой толщины планок 3. При намотке слоев во­

138

локон 9 (см. рис. 66, в, г) натяжение испытывают план ки, коробления (или изгиба) центральной пластины за­

крепления к планкам 3 с помощью болтовых соединений 12. Болты вводят в отверстия 13. Затем на места уста­ новки болтовых соединений 7 и 12 поочередно устанав­ ливают заклепки.

После деформации сборной заготовки и получения компактного армированного полуфабриката (например,

Однако знание этого параметра предполагает множест­ во вариантов составления многослойной армированной заготовки. Учитывая, что прокатку можно производить в любом направлении, очевидно, наиболее целесообраз­ но получать заготовки с плотной намоткой волокон с тем, чтобы обеспечить ее наибольшую компактность по

139

сечению. Это особенно важно при производстве арми­ рованных полос больших размеров.

Тогда исходное сечение заготовки с плотно намотан­

заготовок волокна непрерывны и имеют длину, равную

Sf„ + SfB

Так как заготовку с плотной намоткой можно счи­ тать состоящей из п вертикальных пакетов с шириной, равной диаметру волокна (где гп — число 'волокон в одном слое), объемную долю волокон можно, опреде­ лить, не учитывая общую ширину пакета:

яdl

----- п

140