用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法及成型模具制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，所述隔舱式隔离装置包括金属隔舱本体、上部绝热层及底部绝热层，以及非对称布置在所述金属隔舱本体中心部位轮辐之间的发火孔。隔舱装置采用先预成型底部非金属绝热层，然后再将预成型体与金属隔舱本体加预混料整体成型上部绝热层和轮辐之间的绝热层的成型方案，解决了带复杂金属嵌件隔舱装置的双面模压成型的难题；隔舱装置中的金属嵌入件结构复杂，整体模压前除底部内螺纹后续加工外，其它要素全部加工到位，解决了模压后再大量机械加工的难题；将成型模具分为预成型模压模具和整体模压模具两套，在保证模压成型尺寸和质量的基础上，大大降低了模具设计难度和加工难度。

Molding method and molding die for isolating device of pulse engine compartment

The invention discloses a method for forming a pulse engine compartment type isolation device, wherein the compartment type isolation device comprises a metal body, the upper compartment at the bottom of the insulation layer and the insulating layer, and the non symmetrical arrangement on the metal isolation between the center of combustion hole spoke ontology class. Compartment device using pre formed bottom non metallic insulating layer, and then the forming scheme of insulation layer of preform and the metal compartment between the body and the whole upper part of the insulation layer and premix molding the solution to the double spokes, molding insert compartment device with metal complex problem; metal insert structure vibration unit in the complex, in addition to the bottom of inner thread is integrally molded before subsequent processing, processing of all other elements in place, solve the mould after the large machining problem; forming die is divided into pre forming mold and mold overall two sets, while ensuring the molding size and quality, greatly reduced die design difficulty and the difficulty of processing.

【技术实现步骤摘要】
用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法及成型模具
本专利技术涉及脉冲固体火箭发动机隔离装置隔舱的加工成型
，具体地指一种用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法及成型模具。
技术介绍
脉冲发动机是利用隔离装置将固体火箭发动机的燃烧室分成若干部分，进行多次关机和启动，合理分布推力及各脉冲间隔时间，实行导弹飞行弹道的最优控制和发动机能量的最优管理，全面提高战术导弹的性能。以双脉冲发动机为例，与传统的单推力或单室双推力发动机相比具有四大优点：双射程攻击能力；射程更远、杀伤区域更大；机动性更强、精度更高；不可逃逸区域更大。即在同等条件下，采用双脉冲固体发动机作为动力系统的导弹，其末速度可提高20％，射程可增大约20％～30％，空域可扩大1.5～2倍。脉冲发动机隔离装置的典型结构有两种：隔舱式和隔层式。隔舱式隔离装置是通过级间隔舱将燃烧室分隔成多个独立的燃烧室舱体，隔舱既要隔热又要承力，根据隔舱的结构形式可分为非金属易脆式隔舱、喷射棒式隔舱和金属膜片式隔舱。隔层式隔离装置在结构上采用隔层把各脉冲药柱沿轴向或径向隔离，各脉冲药柱分别点火。隔层主要采用轻质、易脆限燃层材料，其阻燃和隔热的作用，不需要承力。脉冲发动机采用隔舱式隔离装置，其主要由复杂空间结构轮辐式金属隔舱本体的支撑部分和金属本体上的绝热结构两部分组成，其成型工艺方案和制造质量对脉冲发动机发挥最优能量管理和弹道分布等功能起着非常重要和关键性作用。金属隔舱本体为轮辐式结构，空间结构和型面较为复杂，同时金属隔舱本体双面及轮辐(非对称发火孔)之间均有绝热结构，如何保证绝热层双面成型及内部质量，是迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要针对传统加工方法的不足，提供一种能保证隔舱装置模压后少余量加工、少变形的用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法及成型模具。为实现上述目的，本专利技术所设计的用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，所述隔舱式隔离装置包括金属隔舱本体、上部绝热层及底部绝热层，以及非对称布置在所述金属隔舱本体中心部位轮辐之间的发火孔；所述成型方法包括如下步骤：1)确定金属隔舱本体坯件结构，确定金属隔舱本体坯件在模压成型前的加工要素及模压成型后的加工要素，并机械加工金属隔舱本体坯件；确定金属隔舱本体坯件的内螺纹孔模压成型后加工，确定上部绝热层的内孔加工余量a、上部绝热层的上端面加工余量b及上部绝热层的外圆面加工余量c，以及确定下部绝热层的下端面加工余量d；且确定发火孔中的绝热结构按照实心模压；2)预先模压底部绝热层的预成型体；将预混料填入预成型模压模具中，将预成型模压模具装在平板硫化机上进行模压成型预成型体；3)整体模压成型；将步骤2)中的预成型体和步骤1)中的金属隔舱本体坯件依次放入整体模压模具中并加预混料整体模压成型；4)机械加工形成所需产品；将经过步骤3)整体模压成型的产品机械加工上部绝热层内孔、上部绝热层上端面及上部绝热层外圆面的加工余量；并机械加工发火孔处的绝热结构内孔；最后机械加工底部绝热层下端面加工余量及内螺纹孔。进一步地，所述步骤1)中，确定上部绝热层的上部弧面及底部绝热层的上部弧面采用净尺寸成型；且加工余量a、加工余量b、加工余量c及加工余量d均为2～3mm。进一步地，所述步骤2)中，模压成型预成型体工艺参数过程为：预成型模压模具预热至60～80℃并保温使预成型模压模具温度场均匀，然后加预混料并反复压实后在70～90℃下保温30～40min。进一步地，所述步骤2)中，预成型体的厚度尺寸比整体模压时型腔厚度大4～6mm，预成型体的直径尺寸比整体模压时型腔直径小2～3mm。进一步地，所述步骤3)中金属隔舱本体坯件与预成型体的接触面喷砂处理；然后将预成型体装配至整体模压模具的下模腔中，并放置金属隔舱本体；装配到位后再加料，加料时捣实发火孔处的预混料；最后合模整体模压成型。进一步地，所述步骤3)中，整体模压成型的工艺参数过程为：整体模压模具升温至85～95℃预热并加预混料，升温至100～105℃并加压，然后升温至130～140℃并保温，再升温至170～180℃并保温，最后冷却至室温出模。进一步地，所述步骤4)中，所有机械加工时均不使用冷却液，且所有机械加工后的加工面均均匀涂覆防潮胶，所述防潮胶采用的是由环氧树脂和聚氨酯树脂调和的防潮胶。进一步地，所述步骤2)中的预混料和所述步骤3)中的预混料均为由高硅氧玻璃纤维纱和酚醛树脂制作成的丝状预混料。一种成型上述所述用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型模具，所述成型模具包括预成型模压模具和整体模压模具；所述预成型模压模具包括预成型上模、预成型下模及位于预成型下模型腔内的预成型顶出器，以及开设在预成型下模底部且正对应于预成型顶出器下表面的预成型顶丝孔；所述整体模压模具包括整体上模部分及整体下模部分，所述整体上模部分与所述整体下模部分通过导柱和导套定位连接；所述整体上模部分由外至内依次包括整体上模板、整体上模及整体上模芯，以及安装在整体上模上的上模电热管、安装在整体上模上的中套和安装在整体上模上的压环；所述整体下模部分由外至内依次包括整体下模板、整体下模及整体下模本体，以及安装在整体下模上的下模电热管、安装在整体下模本体上的下模本体电热管及安装在整体下模本体内的整体模压顶出器。进一步地，所述预成型上模与所述预成型下模之间采用锥面配合，所述预成型顶出器上端面设置有凹槽；所述整体模压模具外表面、上部及下部均设置有隔热板。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、隔舱装置采用先预成型底部非金属绝热层(即预成型体)，然后再将预成型体与金属隔舱本体加预混料整体成型上部绝热层和轮辐之间的绝热层(即发火孔)的成型方案，解决了带复杂金属嵌件隔舱装置的双面模压成型的难题；2、隔舱装置中的金属嵌入件(即金属隔舱本体)结构复杂，整体模压前除底部内螺纹后续加工外，其它要素全部加工到位，解决了模压后再大量机械加工的难题(因非金属加工不能加冷却液)；3、隔舱装置中的五处发火孔绝热结构成型为实心结构，后续采用数控加工的方法加工，简化了模具结构(若五处发火孔若直接模压成型，模具定位和分离结构很难实现)；4、采用合适的预成型工艺参数，既保证预成型体尺寸，同时保证后续上部所加预混料与底部预成型体及轮辐之间的绝热结构进一步交联固化，满足其结构内部质量；5、将模具分为预成型模压模具和整体模压模具两套，在保证模压成型尺寸和质量的基础上，大大降低了模具设计难度和加工难度。附图说明图1为本专利技术用于脉冲发动机隔舱式隔离装置零件结构示意图；图2为图1的剖视示意图；图3为图1的俯视示意图；图4为本实施例中金属隔舱本体坯件结构示意图；图5为本实施例中预成型模压模具工装示意图；图6为本实施例中预成型体结构示意图；图7为本实施例中整体模压模具工装示意图。图中各部件标号如下：隔舱式隔离装置10、上部绝热层11、金属隔舱本体12、底部绝热层13、发火孔14、金属隔舱本体坯件15、预成型体16；预成型模压模具20、预成型上模21、预成型下模22、预成型顶出器23、预成型顶丝孔24、凹槽25；整体模压模具30、整体上模板31、整体上模32、整体上模芯33、中套34、压环35、整体下模本体36、整体下模板37、整体下模38、整体模压顶出器39；隔热板40、上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，所述隔舱式隔离装置(10)包括金属隔舱本体(12)、上部绝热层(11)及底部绝热层(13)，以及非对称布置在所述金属隔舱本体(12)中心部位轮辐之间的发火孔(14)；其特征在于：所述成型方法包括如下步骤：1)确定金属隔舱本体坯件结构，确定金属隔舱本体坯件在模压成型前的加工要素及模压成型后的加工要素，并机械加工金属隔舱本体坯件(15)；确定金属隔舱本体坯件的内螺纹孔模压成型后加工，确定上部绝热层的内孔加工余量a、上部绝热层的上端面加工余量b及上部绝热层的外圆面加工余量c，以及确定下部绝热层的下端面加工余量d；且确定发火孔中的绝热结构按照实心模压；2)预先模压底部绝热层的预成型体(16)；将预混料填入预成型模压模具中，将预成型模压模具装在平板硫化机上进行模压成型预成型体；3)整体模压成型；将步骤2)中的预成型体和步骤1)中的金属隔舱本体坯件依次放入整体模压模具中并加预混料整体模压成型；4)机械加工形成所需产品；将经过步骤3)整体模压成型的产品机械加工上部绝热层内孔、上部绝热层上端面及上部绝热层外圆面的加工余量；并机械加工发火孔处的绝热结构内孔；最后机械加工底部绝热层下端面加工余量及内螺纹孔。...

【技术特征摘要】
1.一种用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，所述隔舱式隔离装置(10)包括金属隔舱本体(12)、上部绝热层(11)及底部绝热层(13)，以及非对称布置在所述金属隔舱本体(12)中心部位轮辐之间的发火孔(14)；其特征在于：所述成型方法包括如下步骤：1)确定金属隔舱本体坯件结构，确定金属隔舱本体坯件在模压成型前的加工要素及模压成型后的加工要素，并机械加工金属隔舱本体坯件(15)；确定金属隔舱本体坯件的内螺纹孔模压成型后加工，确定上部绝热层的内孔加工余量a、上部绝热层的上端面加工余量b及上部绝热层的外圆面加工余量c，以及确定下部绝热层的下端面加工余量d；且确定发火孔中的绝热结构按照实心模压；2)预先模压底部绝热层的预成型体(16)；将预混料填入预成型模压模具中，将预成型模压模具装在平板硫化机上进行模压成型预成型体；3)整体模压成型；将步骤2)中的预成型体和步骤1)中的金属隔舱本体坯件依次放入整体模压模具中并加预混料整体模压成型；4)机械加工形成所需产品；将经过步骤3)整体模压成型的产品机械加工上部绝热层内孔、上部绝热层上端面及上部绝热层外圆面的加工余量；并机械加工发火孔处的绝热结构内孔；最后机械加工底部绝热层下端面加工余量及内螺纹孔。2.根据权利要求1所述用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，其特征在于：所述步骤1)中，确定上部绝热层的上部弧面及底部绝热层的上部弧面采用净尺寸成型；且加工余量a、加工余量b、加工余量c及加工余量d均为2～3mm。3.根据权利要求1所述用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，模压成型预成型体工艺参数过程为：预成型模压模具预热至60～80℃并保温使预成型模压模具温度场均匀，然后加预混料并反复压实后在70～90℃下保温30～40min。4.根据权利要求1所述用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，预成型体的厚度尺寸比整体模压时型腔厚度大4～6mm，预成型体的直径尺寸比整体模压时型腔直径小2～3mm。5.根据权利要求1所述用于脉冲发动机隔舱式隔离装置的成型方法，其特征在于：所述步骤3)中金属隔舱本体坯件与预成型体的接触面喷砂处理；然后将预成型体装配至整体模压模具的下模腔中，并放置金属隔舱本体；装配到位后再加料，加料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨江波，林春荣，晏述亮，徐明亮，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42