[发明专利]一种用于固体火箭发动机壳体成型金属芯模结构

说明书

本发明公开了一种用于固体火箭发动机壳体成型金属芯模结构，由大端钩盘、小端钩盘，接头压盖、定位环、小端曲面部件、芯模分瓣模和芯轴组成。芯模分瓣模外形曲面沿环向分割成多块模瓣，其中有一块模瓣为小部件，用于芯模分瓣模的拆装；分瓣模两端薄片均有向内凸起的梯形凸台，该凸台内环形面与相应的大端钩盘和小端钩盘的内环形槽相互配合，用于保证芯模外型面的尺寸精度；每块分瓣模两边均有加强筋，用以保证缠绕过程中的径向刚度；分瓣模两端均有垂直向下的竖直面，便于小端接头和小端曲面部件相配合；大端钩盘内部嵌有定位环，小端钩盘环形内表面与芯轴紧密配合。芯模结构具有拆装便捷、定位精度高、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机壳体制造技术，具体地说，涉及一种用于固体火箭发动机纤维缠绕壳体可重复使用的金属芯模。

背景技术

固体火箭发动机的壳体结构是构成发动机消极质量的最主要部分，对发动机推重比影响极大。碳纤维复合材料由于其具有高比强度、大比模量、耐腐蚀等优良性能，因此在固体火箭发动机领域得到广泛的应用，从而显著的提高了固体火箭发动机的性能。作为缠绕工艺设计的基础和必要步骤，芯模的成型为重要环节。芯模的质量和精度直接影响着后续的缠绕、固化、脱模以及机加多道工序。

上个世纪60年代以来，芯模技术经历了全石膏芯模和砂芯模、组装式石膏芯模和砂芯模，以及金属骨架组装式石膏芯模和砂芯模三个阶段。石膏芯模由于容易开裂、精度较差等问题，因此科人们发展了金属芯模和金属骨架外敷石膏芯模，然后随着复合材料壳体尺寸的增加，这种芯模形式依然容易开裂，并且拆装耗时耗力，同时难以保证精度。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服金属芯模、金属骨架石膏芯模在拆装耗时费力，且难以保证精度的问题，本发明提出一种用于固体火箭发动机壳体成型金属芯模结构；通过在相关结构件中嵌入高精度的完整环的方式来保证芯模组装后具有较高的径向尺寸精度，以满足实际工程生产需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括大端接头压盖、大端锁紧件、螺母、大端接头、螺栓、键、螺钉、大端定位环、大端钩盘、小端钩盘、轴向螺钉、小端接头压盖、小端螺母、平键、锁紧螺母、限位套、小端接头、小端定位环、小端曲面部件、芯模分瓣模和芯轴，其特征在于所述芯模分瓣模外形曲面沿环向分割成多块模瓣，其中一块模瓣为小部件，用于芯模分瓣模的拆装；分瓣模两端薄片均有向内凸起的梯形凸台，该凸台内环形面与相应的大端钩盘和小端钩盘的内环形槽相互配合，用于保证芯模外型面的尺寸精度；每块分瓣模两边均有加强筋，用以保证缠绕过程中的径向刚度；

所述大端钩盘内部嵌有大端定位环，定位环用于保证大端钩盘的径向尺寸；大端锁紧部件与大端钩盘通过螺栓连接，大端锁紧部件用于锁紧由分瓣模组成的芯模分瓣模外形曲面，并限定芯模的轴向尺寸和位置；大端锁紧部件与芯轴通过键、螺钉连接，用以锁紧整个芯模以保证其轴向尺寸；大端接头位于芯模分瓣模外侧，依次与大端接头压盖、大端锁紧件配合连接，通过螺母锁紧；

所述小端钩盘环形内表面与芯轴紧密配合，小端定位环与小端曲面部件通过轴向螺钉连接为一体，其内环面紧靠小端钩盘外表面，小端曲面部件依次与小端接头、小端接头压盖、限位套和小端螺母配合连接，通过锁紧螺母紧固。

大端钩盘、大端定位环，小端钩盘、小端定位环、小端曲面部件与芯轴同轴安装。

有益效果

本发明提出的一种用于固体火箭发动机壳体成型金属芯模结构，由大端钩盘、小端钩盘，接头压盖、接头，定位环、小端曲面部件、芯模分瓣模和芯轴组成。芯模分瓣模外形曲面采用环向分瓣形式，将芯模外表面分割成可拆卸的多块模瓣，其中有一瓣为小部件，用于芯模分瓣模的拆装；分瓣模两端薄片均有向内凸起的梯形凸台，该凸台内环形面与相应的大端钩盘和小端钩盘的内环形槽相互配合，保证芯模外型面的尺寸精度；每块分瓣模两边均有加强筋，用以保证缠绕过程中的径向刚度；大端钩盘内部嵌有定位环，小端钩盘环形内表面与芯轴紧密配合。芯模结构具有拆装方便、定位精度高、使用寿命长和生产成本低的特点。