柔性接头一体化粘接成型工装设计方法及工装使用方法技术

本发明专利技术涉及固体火箭发动机摆动喷管柔性接头制造技术领域，公开了一种柔性接头一体化粘接成型工装设计方法，包括如下步骤：确定各零件之间的装配关系；根据装配关系确定关重位置；进行模具的密封环境设计；确定合模合格指标；根据关重位置和合模合格指标，在密封环境中，进行过程分析，从而进行拆模结构设计，取得下模、上模、镶块和内撑环的具体结构。本发明专利技术还公开了一种工装使用方法。本发明专利技术柔性接头一体化粘接成型工装设计方法及工装使用方法，具有无分步粘接模压环节、无外协配合工序、所需胶粘剂种类减少、生产周期缩短、粘接强度与形位尺寸精度得到进一步提高的优点。尺寸精度得到进一步提高的优点。

【技术实现步骤摘要】
柔性接头一体化粘接成型工装设计方法及工装使用方法


[0001]本专利技术涉及固体火箭发动机摆动喷管柔性接头制造
，具体涉及一种柔性接头一体化粘接成型工装设计方法及工装使用方法。

技术介绍

[0002]固体火箭发动机喷管按推力矢量控制要求分为固定喷管和摆动喷管。柔性摆动喷管是通过柔性接头将固定体和活动体连接起来，固定体与燃烧室连接，然后通过伺服作动器作用活动体，使柔性接头发生偏转，从而调整活动体上的扩张段与发动机轴线的夹角，高温、高压、高速燃气便按预设角度从扩张段开口端喷射出来，在燃气反向推力下实现发动机俯仰、偏航和滚转等方向上的姿轨控制。因此，柔性接头的制造质量和生产周期是摆动喷管研制生产中十分重要的环节。
[0003]目前，柔性接头一般采用成型技术相对成熟的分步式成型方法，即固定后接头、增强件和部分橡胶弹性体在A工装上交错叠加粘接模压成型后，然后对组件和活动倒锥体进行一系列的表面处理(组件表面橡胶需要经过浓硫酸表处、金属件需要喷管处理)、涂抹胶粘剂后，再在B工装上模压成型。分步式成型方法需要两套工装配合使用、两类胶粘剂分开使用(因橡胶弹性体硫化和老化原因，在A工装上模压温度和在B工装上模压温度不同，所需胶粘剂种类随之不同。)，有工序多、周期长、操作较为复杂、形位尺寸易超差等缺点。
[0004]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种柔性接头一体化粘接成型工装设计方法及工装使用方法，具有无分步粘接模压环节、无外协配合工序、所需胶粘剂种类减少、生产周期缩短、粘接强度与形位尺寸精度得到进一步提高的优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所设计的柔性接头一体化粘接成型工装设计方法，包括如下步骤：
[0006]A)确定各零件之间的装配关系；
[0007]B)根据所述步骤A)确定的装配关系确定关重位置；
[0008]C)进行模具的密封环境设计，可以模压过程中施加压力时，保证熔融橡胶充分填充金属件的界面间隙；
[0009]D)确定合模合格指标；
[0010]E)根据关重位置和合模合格指标，在所述步骤C)中确定的密封环境中，进行过程分析，从而进行拆模结构设计，取得下模、上模、镶块和内撑环的具体结构，其中：
[0011]所述下模的结构设计包括：所述下模的外圆柱面设计为固定后接头内圆柱面的定位面，即限制固定后接头在XOY面的尺寸，保证与活动倒锥体同轴度质量的一致性，且下模的外圆锥面的锥面角度为高精度重要尺寸，同镶块圆锥面共同控制增强件的位置精度，所述下模大圆端面与所述上模大圆端面在试模过程为贴合状态，其间隙小于0.02mm，用于判断各金属件是否装配到位或判断各金属件形位尺寸超差情况；
[0012]所述上模的结构设计包括：通过所述上模和镶块固定所述活动倒锥体，所述上模内圆锥面与活动倒锥体的外圆锥面之间的间隙小于0.05mm，所述上模与活动倒锥体的小头
端端面贴合，且所述上模的台阶高于活动倒锥体的大头端，使合模过程不出现干涉情况；
[0013]所述镶块的结构设计包括：所述镶块采用分块模结构设计，分模线将其分为至少4块，通过螺钉与上模连接，这样柔性接头模压成型为一个整体后，需要先拆下镶块才能将其整体取出；
[0014]所述内撑环的结构设计包括：在所述镶块将活动倒锥体紧固在上模前，在给所述螺钉预紧力后，所述内撑环内撑所述镶块的内孔，使各镶块的内外圆面在同一圆上，保证活动倒锥体配合面各部分受力均匀，限位程度相同。
[0015]优选地，所述下模上设有用于构建密封腔体的密封槽结构。
[0016]优选地，所述下模上设有用于检测腔体内的温度测温孔，以达到橡胶硫化温度实时监控的目的。
[0017]优选地，所述上模上设有用于检测腔体内的温度测温孔，以达到橡胶硫化温度实时监控的目的。
[0018]优选地，完成工装设计后，进行试模，将金属件的固定倒锥体用螺钉固定在下模上，金属件的活动倒锥体用镶块固定在上模上，然后将机加尺寸合格的增强件按顺序逐一放入下模中，合模后对可检部分间隙进行测量，合格后，则试模合格。
[0019]一种工装使用方法，工装按照所述柔性接头一体化粘接成型工装设计方法设计制造，使用时，将经过表处和抹胶的固定后接头固定在下模上，然后将经过表处和抹胶的增强件及橡胶弹性体交错叠层铺放在下模上，同时用镶块将经过表处和抹胶的活动倒锥体固定在上模上，最后将上模和下模合模，并在模压设备上进行梯度加压和间隙泄压控制，完成模压后，先拆卸下模紧固固定后接头的螺钉，并顶出螺钉分开下模，再拆卸镶块，最后将柔性接头整体取出来。
[0020]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0021]1、无分步粘接模压环节、无外协配合工序，生产周期缩短；
[0022]2、所需胶粘剂种类减少；
[0023]3、粘接强度与形位尺寸精度得到进一步提高。
具体实施方式
[0024]下面具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0025]一种柔性接头一体化粘接成型工装设计方法，包括如下步骤：
[0026]A)确定各零件之间的装配关系；
[0027]B)根据所述步骤A)确定的装配关系确定关重位置；
[0028]C)进行模具的密封环境设计，可以模压过程中施加压力时，保证熔融橡胶充分填充金属件的界面间隙；
[0029]D)确定合模合格指标；
[0030]E)根据关重位置和合模合格指标，在所述步骤C)中确定的密封环境中，进行过程分析，从而进行拆模结构设计，取得下模、上模、镶块和内撑环的具体结构，其中：
[0031]所述下模的结构设计包括：所述下模的外圆柱面设计为固定后接头内圆柱面的定位面，即限制固定后接头在XOY面的尺寸，保证与活动倒锥体同轴度质量的一致性，且下模的外圆锥面的锥面角度为高精度重要尺寸，同镶块圆锥面共同控制增强件的位置精度，所
述下模大圆端面与所述上模大圆端面在试模过程为贴合状态，其间隙小于0.02mm，用于判断各金属件是否装配到位或判断各金属件形位尺寸超差情况；
[0032]所述上模的结构设计包括：通过所述上模和镶块固定所述活动倒锥体，所述上模内圆锥面与活动倒锥体的外圆锥面之间的间隙小于0.05mm，所述上模与活动倒锥体的小头端端面贴合，且所述上模的台阶高于活动倒锥体的大头端，使合模过程不出现干涉情况；
[0033]所述镶块的结构设计包括：所述镶块采用分块模结构设计，分模线将其分为4块，通过螺钉与上模连接，这样柔性接头模压成型为一个整体后，需要先拆下镶块才能将其整体取出；
[0034]所述内撑环的结构设计包括：在所述镶块将活动倒锥体紧固在上模前，在给所述螺钉预紧力后，所述内撑环内撑所述镶块的内孔，使各镶块的内外圆面在同一圆上，保证活动倒锥体配合面各部分受力均匀，限位程度相同。
[0035]另外，在上述设计过程中，所述下模上设有用于构建密封腔体的密封槽结构。并且所述下模上设有用于检测腔体内的温度测温孔，所述上模上也设有用于检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性接头一体化粘接成型工装设计方法，其特征在于：包括如下步骤：A)确定各零件之间的装配关系；B)根据所述步骤A)确定的装配关系确定关重位置；C)进行模具的密封环境设计；D)确定合模合格指标；E)根据关重位置和合模合格指标，在所述步骤C)中确定的密封环境中，进行过程分析，从而进行拆模结构设计，取得下模、上模、镶块和内撑环的具体结构，其中：所述下模的结构设计包括：所述下模的外圆柱面设计为固定后接头内圆柱面的定位面，所述下模大圆端面与所述上模大圆端面在试模过程为贴合状态，其间隙小于0.02mm；所述上模的结构设计包括：通过所述上模和镶块固定所述活动倒锥体，所述上模内圆锥面与活动倒锥体的外圆锥面之间的间隙小于0.05mm，所述上模与活动倒锥体的小头端端面贴合，且所述上模的台阶高于活动倒锥体的大头端；所述镶块的结构设计包括：所述镶块采用分块模结构设计，分模线将其分为至少4块，通过螺钉与上模连接；所述内撑环的结构设计包括：在所述镶块将活动倒锥体紧固在上模前，在给所述螺钉预紧力后，所述内撑环内撑所述镶块的内孔，使各镶块的内外圆面在同一圆上。2.如权利要求1所述柔性接头一体化粘接成型工装设计方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙小裕，曹帆，陈祥，王付青云，张冉渊，
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：