[发明专利]一种纤维缠绕发动机壳体模修补工艺成型方法

说明书

本发明公开了一种纤维缠绕发动机壳体芯模修补工艺成型方法，芯模表面裂纹处理制作凹槽‑凹槽修补‑橡胶填充，根据凹槽尺寸，裁剪胶片，要求填充凹槽时并高出芯模型面，先将修补胶片预热，再在芯模凹槽位置以及修补胶片表面涂刷一层胶粘剂，粘干至不粘手后，将修补橡胶填充至芯模凹槽位置，在填充过程中，对填充修补胶片时加热、加压，对橡胶修补位置进行修整，使修整后的绝热层与芯模型面相平或者略低。采用橡胶修补芯模裂纹，利用橡胶的变形、分散、释放，适应芯模产生的裂纹，满足绝热层固化后表面成型质量要求。

技术领域

本发明属于纤维缠绕发动机壳体制作技术领域，具体涉及一种纤维缠绕发动机壳体模修补工艺成型方法。

背景技术

纤维缠绕发动机壳体绝热层作为推进剂燃烧室与壳体间的隔热结构，是发动机的重要结成部分。绝热层主要作用是承担纤维缠绕发动机壳体密封，以及通过碳化、分解、升华等方式，隔断发动机工作过程中推进剂燃烧产生的高温燃气流，防止发动机壳体达到危及其结构完整性的温度。由于纤维缠绕发动机壳体绝热层是以芯模为胎模，在芯模表面制作完成，与外表面缠绕的复合层共固化。因此，芯模表观质量的好坏直接影响到绝热层成型质量。

当绝热层表面出现的缺陷在设计允许范围之内的(设计允许皱褶、凹坑深度不大于0.7mm)，可以进行修补。但是绝热层的修补，不但会增加发动机壳体的生产周期，而且修补位置的绝热层质量与一次成型状态相比仍有差异，多少会降低绝热层使用过程中的可靠性。因此，绝热层一次制作合格，不进行修补，可以大大提高绝热层的可行性，而且还会减少因绝热层缺陷带来的修补时间，提高发动机壳体生产效率。

纤维缠绕发动机壳体芯模主要有金属芯模、橡胶气囊芯模、石膏芯模、砂芯模等。对于具有封头结构的纤维缠绕壳体而言，金属芯模组装拆卸困难，橡胶气囊芯模尺寸不易控制。因此，石膏芯模和砂芯模在纤维缠绕发动机壳体研制生产过程中应用最为广泛。

随着纤维缠绕发动机壳体直径尺寸以及长径比的增加，导致芯模重量以及芯模挠度大幅度增加。石膏芯模受结构设计的影响，操作人员芯模安装差异，石膏刮制过程中的质量控制等因素，在石膏芯模拼块接缝位置以及芯模挠度较大位置，常常会产生裂纹。

对于砂芯模而言，砂子的密度较大，砂饼内部如果设计增强结构，会影响砂饼冲砂以及脱模。而砂芯模加工减重孔可以减小芯模重量，但是也会影响砂芯模强度和刚度，从而影响绝热层和复合层成型质量，因此砂芯模通过开减重孔的方式减轻芯模重量的空间有限。砂芯模主要通过增加芯轴直径，从而提高芯轴承重支撑强度和刚度。但是，在砂芯模挠度变化较大的芯轴中心位置，表面仍然容易出现裂纹。

芯模一定的挠度变形，不会影响纤维缠绕发动机壳体复合层外观及强度要求，固化后的纤维缠绕发动机壳体的尺寸精度也可以得到保证。但是芯模裂纹会随着绝热层贴片、纤维缠绕、壳体固化过程中芯模旋转进一步加剧，形成凸起，从而导致纤维缠绕发动机壳体固化后在绝热层表面拓印形成皱褶、凹坑缺陷。当缺陷尺寸超出设计指标(设计允许皱褶、凹坑深度不大于0.7mm)要求，需要对绝热层进行修补处理。

针对芯模裂纹，目前一般会采用石膏、嵌缝膏或者腻子等材料对芯模进行修补的修补工艺。由于石膏、嵌缝膏或者腻子均为脆性低强度材料，芯模在修补后，随着芯模在壳体制作过程中的旋转，修补位置的石膏、嵌缝膏或者腻子不足以抵抗芯模变形，因此，修补位置的芯模表面仍然会出现凸起、裂纹，从而在绝热层表面拓印形成皱褶、凹坑缺陷(设计允许皱褶、凹坑深度不大于0.7mm)，影响绝热层表观质量。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种纤维缠绕发动机壳体模修补工艺成型方法，解决了因石膏芯模或者砂芯模凸起、裂纹导致绝热层表面出现皱褶、凹坑的质量问题。

为实现上述目的，本发明所设计的纤维缠绕发动机壳体芯模修补工艺成型方法，具体过程如下：

1)芯模表面裂纹处理制作凹槽

在芯模表面裂纹位置打磨制作凹槽；