[发明专利]薄壁异型结构件模压工装及其使用方法

说明书

本发明涉及航天用柔性摆动喷管制造技术领域，公开了一种薄壁异型结构件模压工装，包括上模和下模，上模设有内球型面，下模设有外球型面，内球型面和外球型面合模后形成型腔，下模在位于外球型面的上端处设有上镶块，在位于外球型面的下端处设有下镶块，下模和上模均在靠近上镶块和下镶块的位置上设有若干个V型槽，V型槽的开口方向朝向上镶块或下镶块，上模和下模上均设有若干个加热管槽，加热管槽的深度方向指向型腔，上模上沿圆周均匀分布有若干个加压孔，下模上设有与加压孔对应的加压螺纹孔。本发明还公开了一种薄壁异型结构件模压工装的使用方法。本发明薄壁异型结构件模压工装及其使用方法，一次模压成型，型面精度高，且脱模方便。

技术领域

本发明涉及航天用柔性摆动喷管制造技术领域，具体涉及一种薄壁异型结构件模压工装及其使用方法。

背景技术

摆动喷管是固体火箭发动机推力矢量控制的重要组成机构，可控制火箭发动机的飞行姿态，如：俯仰、偏航和滚转。摆动喷管包含转动喷管、球窝喷管、珠承喷管和柔性喷管。其中柔性喷管的重要组件柔性接头由活动倒锥体、固定后接头、多层弹性体和多个增强件组成。目前柔性接头的增强剂由低合金超高强度钢30CrMnSiA或30Si2MnCrMoVe圆环锻件机加而成，薄壁同心球环状型结构刚性差、机加难度大，辅助工装多、工装设计任务重、设计周期长，机加设备利用率低、生产周期长，机加去余量大、材料利用低等困难。

复合材料增强件采用模压一次成型，生产周期短、材料利用率高且模压过程操作简单，产品不会像薄壁金属件机加变形等成型特点。与此同时，模压工具的合理设计也是复合材料增强件模压成型需要解决的重难点问题之一。由于复合材料增强件不涉及二次机加，型面精度由模具型面精度决定。模压温度和压力是产品内部质量的重要因素。树脂基材料模压时溢胶通道需要合理设计，并且可能发生的“啃”模或脱模困难等情况也要考虑到，所以需要设计脱模结构。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种薄壁异型结构件模压工装及其使用方法，一次模压成型，型面精度高，且脱模方便。

为实现上述目的，本发明所设计的薄壁异型结构件模压工装包括上模和下模，所述上模设有内球型面，所述下模设有外球型面，所述内球型面和外球型面合模后形成型腔，所述下模在位于所述外球型面的上端处设有上镶块，在位于所述外球型面的下端处设有下镶块，所述下模和上模均在靠近所述上镶块和下镶块的位置上设有若干个V型槽，所述V型槽的开口方向朝向所述上镶块或下镶块，所述上模和下模上均设有若干个加热管槽，所述加热管槽的深度方向指向所述型腔，所述上模上沿圆周均匀分布有若干个加压孔，所述下模上设有与所述加压孔对应的加压螺纹孔。

优选的，所述下模上设有若干个上镶块紧固螺纹槽和下镶块紧固螺纹孔，所述上镶块紧固螺纹槽开口朝上，所述下镶块紧固螺纹孔为通孔，所述上镶块上设有上镶块连接孔，所述上镶块通过固定用内角螺钉依次穿过所述上镶块连接孔和上镶块紧固螺纹槽安装在所述下模上，所述下镶块上设有下镶块连接螺纹槽，所述下镶块连接螺纹槽的开口方向朝向所述下模，所述下镶块通过固定用内角螺钉依次穿过所述下镶块紧固螺纹孔和下镶块连接螺纹槽安装在所述下模上。

优选的，所述上镶块上设有若干个上镶块脱模螺纹孔，所述下模上在于所述下镶块接触位置设有若干个下镶块脱模螺纹孔。

优选的，所述上模上沿圆周分布有若干个上模脱模螺纹孔。

优选的，所述加热管槽在所述上模和下模上沿圆周均匀分布，均匀分布的加热管可以使模具各处温度均匀，熔融状态下的树脂与碳纤维充分混合；

优选的，所述上模的内球型面和下模的外球型面的表面粗糙度为1.4～1.8，所述上模和下模的其它配合面的粗糙度为3.0～3.5，所述型腔两端的尺寸公差为0.01～0.03，所述上镶块和下镶块与所述外球型面之间的间隙小于0.05mm，使型腔内有足够的压强，使熔融的树脂充分浸渍碳纤维，同时排出模压过程中型腔内的空气，避免模压件内部有气泡，引起内部质量缺陷，所述V型槽为等边三角形，且所述V型槽距离所述型腔5～7mm。