基于碳纤维复合基材料的发射筒、制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碳纤维复合基材料的发射筒、制作方法，所述发射筒包括发射筒体，所述的发射筒体包括自内向外依次设置的耐烧蚀预浸层、耐烧蚀层、第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层，在所述的耐烧蚀预浸层和所述耐烧蚀层之间还铺设有沿着发射筒体长度方向铺设的导向板。本发明专利技术的制作方法简单、易行，工艺可操作性强，充分利用不同型号碳纤维。通过采用本发明专利技术的方法，即便选用常见强度的碳纤维制作的发射筒的筒体依旧能够实现优异的力学性能，能够降低成本。同时所制作的发射筒的筒体，和现有的金属以及碳纤维、玻璃纤维等多种混合的多层结构相比，不仅能够降低重量，且具有界面连续性好，力学性能优异，满足轴向刚度和稳定性的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于碳纤维复合基材料的发射筒、制作方法
本专利技术属于发射筒制作领域，具体涉及一种基于碳纤维复合基材料的发射筒及其制作方法。
技术介绍
机载设备轻量化在节能方面具有重要价值，目前机载设备多采用铝合金制造，产品重量较大，制造成本较高，贮存年限低。碳纤维复合材料相比其他材料具有重量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀、抗疲劳、耐环境性好等特点，广泛应用于各个领域。因此复合材料发射筒应运而生。现阶段复合材料发射筒筒体结构往往采用碳纤维、玻璃纤维、耐冲蚀橡胶等多种材料混合的多层结构，结构复杂、工艺实施繁琐、生产效率低，且制造和材料性质不连续，容易造成界面分层。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于碳纤维复合基材料的发射筒及其制作方法。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于碳纤维复合基材料的发射筒，包括发射筒体，所述的发射筒体包括自内向外依次设置的耐烧蚀预浸层、耐烧蚀层、第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层，在所述耐烧蚀预浸层和所述耐烧蚀层之间还铺设有沿着发射筒体长度方向设置的导向板。本专利技术所制作的发射筒位于内部的耐烧蚀预浸层和耐烧蚀层采用的是耐烧蚀树脂基体的碳纤维复合材料，能够使得发射筒达到耐高温燃气流的冲刷的使用要求，位于外部的两层阻燃增韧层通过采用阻燃增韧树脂基体的碳纤维复合材料，能够使得发射筒达到阻燃要求的同时还能保证筒体强度和刚度。作为本专利技术的进一步改进，还包括附件结构单元，所述附件结构单元包括设置在发射筒体两端的前端金属环连接件、尾端金属环连接件和设置在发射筒体中间位置若干个金属固定环。作为本专利技术的进一步改进，所述发射筒体的表面在对应设置所述金属固定环的位置设有向外突出的固定环限位部，在对应设置所述前端金属环连接件的位置设有向外突出的筒体前端加强部；在对应设置所述尾端金属环连接件的位置设有向外突出的安装平台加强部；所述的固定环限位部的剖面为“凹”字型，所述的筒体前端加强部的剖面为平台型，所述的安装平台加强部的剖面为直角梯形。作为本专利技术的进一步改进，在所述发射筒体两端与前端金属环连接件的接触端面之间设有密封圈。作为本专利技术的进一步改进，所述的前端金属环连接件和尾端金属环连接件的端部超出发射筒体的端部，超出的部分具有相互配合的螺纹结构。作为本专利技术的进一步改进，在所述发射筒体的筒壁上还开设有通入筒体内部的检测口。作为本专利技术的进一步改进，在所述的第一阻燃增韧层和所述第二阻燃增韧层之间，在对应于检测口的位置周边区域设有碳纤维平纹织物。作为本专利技术的进一步改进，所述耐烧蚀预浸层的厚度为0.1-0.3mm，所述的耐烧蚀层的厚度为0.2-0.5mm，所述的第一阻燃增韧层的厚度为30％～50％的筒身厚度，所述的第二阻燃增韧层的厚度为50％～70％的筒身厚度，所述的耐烧蚀预浸层、耐烧蚀层或第一阻燃增韧层中的碳纤维按±20°～±30°螺旋缠绕，所述的第二阻燃增韧层中的碳纤维结合了±20°～±30°螺旋缠绕和89°～89.9°环向缠绕。本专利技术还提供了一种制作所述的发射筒的方法，包括以下步骤：采用酚醛树脂预浸料铺设成筒体的耐烧蚀预浸层；在所述耐烧蚀预浸层的外侧沿着筒体的长度方向采用酚醛树脂预浸料铺设出条形导向板；在耐烧蚀预浸层外表面上采用碳纤维湿法缠绕法依次制作耐烧蚀层、第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层，并在第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层之间铺贴碳纤维平纹织物，以及在第二阻燃增韧层的表面制作固定环限位部、筒体前端加强部和安装平台加强部。作为本专利技术的进一步改进，采用预浸渍酚醛树脂的碳纤维，按±23°的角度进行螺旋缠绕，制作厚度为0.3mm～0.8mm的耐烧蚀层；采用预浸渍阻燃增韧环氧树脂的碳纤维，按±23°的角度进行螺旋缠绕，制作厚度为30％～50％筒身厚度的第一阻燃增韧层；在第一阻燃增韧层的表面对应于设置检测口的位置铺贴碳纤维平纹织物；采用预浸渍阻燃增韧环氧树脂的碳纤维，先按±23°的角度进行螺旋缠绕，之后按±89.4°的角度进行环向缠绕，制作厚度为50％～70％筒身厚度的第二阻燃增韧层；采用预浸渍阻燃增韧环氧树脂的碳纤维，按±89.4°的角度进行环向缠绕，制作固定环限位部和筒体前端加强部；将预浸渍阻燃增韧环氧树脂的碳纤维按±89.4°的角度进行环向缠绕并结合铺贴平纹织物制作安装平台加强部。本专利技术的发射筒筒体的制作主要使用缠绕工艺，这种工艺不仅成本低而且产品质量高而稳定，生产效率高。在制作过程中通过使用湿法缠绕法，通过控制缠绕的角度保证了所制作的发射筒沿筒体轴线方向的刚度，能够满足轴向的变形要求，从而提高筒体承受内压的能力。本专利技术的有益效果：本专利技术的制作方法简单、易行，工艺可操作性强，充分利用不同型号碳纤维。通过采用本专利技术的方法，即便选用常见强度的碳纤维制作的发射筒的筒体依旧能够实现优异的力学性能，能够降低成本。同时所制作的发射筒的筒体，和现有的金属以及碳纤维、玻璃纤维等多种混合的多层结构相比，不仅能够降低重量，且具有界面连续性好，力学性能优异，满足轴向刚度和稳定性的需求。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的剖面结构示意图；图3为发射筒体结构的铺层示意及其前后两端的连接示意图；图4为导向板区域铺层示意；图5为检测口区域铺层示意；图6为发射筒体等厚区域截面铺层区域意图；其中：1-发射筒体，2-前端金属环连接件，3-尾端金属环连接件，4-金属固定环，5-等厚区，6-矩形凸起，7-圆形凸起，8-螺钉，9-固定环限位部，11-筒体前端加强部，12-安装平台加强部，13-密封圈，14-耐烧蚀预浸层，15-导向板，16-耐烧蚀层，17-第一阻燃增韧层，18-第二阻燃增韧层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。实施例1，如图1-6所示的本专利技术所设计制作的发射筒，其主体结构发射筒体1包括自内向外依次设置的耐烧蚀预浸层14、耐烧蚀层16、第一阻燃增韧层17和第二阻燃增韧层18，在所述的耐烧蚀预浸层14和所述耐烧蚀层16之间还设有沿发射筒体1长度方向铺设的导向板15。所述耐烧蚀预浸层14为酚醛树脂预浸层，所述的耐烧蚀层16、第一阻燃增韧层17以及第二阻燃增韧层18是通过采用碳纤维湿法缠绕法制作而成，耐烧蚀层16、第一阻燃增韧层17按±23°的角度进行螺旋缠绕，此外第二阻燃增韧层18内部也按±23°的角度进行螺旋缠绕，第二阻燃增韧层18外部按±89.4°的角度进行环向缠绕。在其他实施例中，缠绕角度可以根据需要进行调整，不局限于本实施例中的角度。其附件结构单元包括设置在发射筒体1两端的前端金属环连接件2、尾端金属环连接件3和设置在发射筒体1中间位置若干个金属固定环4。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：包括发射筒体，所述的发射筒体包括自内向外依次设置的耐烧蚀预浸层、耐烧蚀层、第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层，在所述耐烧蚀预浸层和所述耐烧蚀层之间还铺设有沿着发射筒体长度方向设置的导向板。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：包括发射筒体，所述的发射筒体包括自内向外依次设置的耐烧蚀预浸层、耐烧蚀层、第一阻燃增韧层和第二阻燃增韧层，在所述耐烧蚀预浸层和所述耐烧蚀层之间还铺设有沿着发射筒体长度方向设置的导向板。


2.根据权利要求1所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：还包括附件结构单元，所述附件结构单元包括设置在发射筒体两端的前端金属环连接件、尾端金属环连接件和设置在发射筒体中间位置若干个金属固定环。


3.根据权利要求2所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：所述发射筒体的表面在对应设置所述金属固定环的位置设有向外突出的固定环限位部，在对应设置所述前端金属环连接件的位置设有向外突出的筒体前端加强部；在对应设置所述尾端金属环连接件的位置设有向外突出的安装平台加强部；所述的固定环限位部的剖面为“凹”字型，所述的筒体前端加强部的剖面为平台型，所述的安装平台加强部的剖面为直角梯形。


4.根据权利要求2所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：在所述发射筒体两端与前端金属环连接件的接触端面之间设有密封圈。


5.根据权利要求2所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：所述的前端金属环连接件和尾端金属环连接件的端部超出发射筒体的端部，超出的部分具有相互配合的螺纹结构。


6.根据权利要求1所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：在所述发射筒体的筒壁上还开设有通入筒体内部的检测口。


7.根据权利要求6所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：在所述的第一阻燃增韧层和所述第二阻燃增韧层之间，在对应于检测口的位置周边区域设有碳纤维平纹织物。


8.根据权利要求1所述的基于碳纤维复合基材料的发射筒，其特征在于：所述耐烧蚀预浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高露露，仇亚萍，孟梦，陈明新，刘伟，
申请(专利权)人：江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32