一种基于增材制造的组合式弹托制造技术

一种基于增材制造的组合式弹托，包括用于发射圆柱形弹体的组合式轻质弹托和插接式组合式轻质弹托，以及用于发射长方体形弹体的

【技术实现步骤摘要】
一种基于增材制造的组合式弹托


[0001]本专利技术涉及空气炮试验
，具体是涉及一种空气炮试验
中用于鸟弹
、
冰弹等易碎弹体的组合式弹托
。

技术介绍

[0002]冲击试验是结构件抗冲击设计研究中最终和最有效的检验方法，冲击试验最常用的方法是空气炮法，向空气炮气室内输入一定压力的高压气体，快速释放气室中的气体，高压气体推动炮管中的子弹出膛，撞击试件，采集所需数据
。
一般情况下，由于子弹边界与空气炮炮管边界不等且鸟弹
、
冰弹等弹体属易碎弹体，须在试验中使用弹托对弹体进行保护并提高试验稳定性
。
[0003]在公开号为
CN111333805A
的专利技术专利中提出了一种鸟弹弹托成分及鸟撞试验的鸟弹弹托生产方法；在公开号为
CN108362170A
的专利技术专利中提出了一种用于空气炮的脱弹装置
。
在上述两专利技术专利中，公开了用于空气炮试验中承载弹体的弹托的主要材料
、
结构和制造工艺
。
根据公开内容，弹托主要结构形式为在匹配于空气炮炮管的圆柱体或其他形状中设置与所发射弹体形状匹配的弹体槽，使用聚氨酯等材料经搅拌
、
发泡
、
加压制造
。
上述弹托在制造前需要加工模具，在制造过程中人工干预较多，脱弹过程不稳定且弹托残体体积大，存在成本高
、
制造效率低
、
制造稳定性差等问题
。
[0004]在公告号为
CN205642153U
的技术专利中提出了一种弹托及制造该弹托的系统
、
在公告号为
CN205175242U
的技术专利中提出了一种通过炮口切割器实现气动分离的弹托
。
在上述两技术专利中，公开了两种分离式弹托，其通过在弹托结构中预设狭槽和裂纹，在脱弹时引导弹托沿径向分离，提高了脱弹过程稳定性
。
上述两种弹托在制造过程中仍存在成本高
、
制造效率低等问题
。
[0005]在公告号为
CN215572496U
的技术专利中提出的一种低成本易加工
3D
打印分离式弹托，其是一种用于破片毁伤领域的弹托，且制造效率较高
、
制造成本较低
。
但是，若用于承载鸟弹
、
冰弹等易碎弹体，仍然存在脱弹过程中挤压弹体的问题，试验中脱弹过程的稳定性有待提高
。
[0006]总体上，根据现有技术，现阶段的鸟弹
、
冰弹等易碎弹体的空气炮试验中，采用的弹托多为密实结构或填充结构，虽然预制狭槽和裂纹等弹托或弹托设计方法在一定程度上能够降低分离过程中对弹体的扰动，或使用
3D
打印等方法能够在一定程度上降低制造成本
、
提高制造效率和制造稳定性，但易碎弹体加速和脱弹过程的稳定性和易碎弹体的完整性难以保证
。
亟待发展一种制造成本低
、
制造效率高且制造稳定
、
设计灵活性高的用于发射易碎弹体的弹托，同时确保易碎弹体加速和脱弹过程的稳定性和易碎弹体的完整性，并尽可能减少弹托残体的质量和对试验过程观察的影响
。
[0007]此外，在公开号为
CN108362170A
的专利技术专利中提出了一种用于空气炮的脱弹装置；在公开号为
CN110388849A
的专利技术专利中提出了一种空气炮装置
。
在上述两专利技术专利中，为使试验中弹体保持较好的姿态，根据现有技术的常规方法：发射形状为圆柱形等回转体
的弹体时，使用内周横截面为圆形的空气炮炮管；发射形状为长方体形等非回转体的弹体时，在空气炮炮管中固定设置导轨，使空气炮炮管内周横截面为大半圆形
。
因此，本专利技术所设计的弹托须包括匹配于不同内周形状的空气炮炮管的改型
。

技术实现思路

[0008]为克服现有用于发射鸟弹
、
冰弹等易碎弹体的空气炮试验技术中存在的弹托难以保证易碎弹体脱弹过程的稳定性和易碎弹体的完整性且制造效率不高的缺点，本专利技术提出了一种基于增材制造的组合式弹托
。
[0009]本专利技术提出的组合式弹托包括用于发射圆柱形弹体的组合式弹托
、
用于发射圆柱形弹体的插接式组合式弹托和用于发射长方体形弹体的
L
形组合式弹托；其中：
[0010]Ⅰ所述用于发射圆柱形弹体的组合式弹托为圆筒状，包括一个主体底盘
、
一个主体外壳
、
四个主结构单元和四个副结构单元；其中，一个主体底盘
、
一个主体外壳
、
四个主结构单元组成该组合式弹托的主体
。
该组合式弹托的内部形成圆柱形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上
。
[0011]Ⅱ所述用于发射圆柱形弹体的插接式组合式弹托为圆筒状，包括四个插接式弹托主体底盘
、
四个插接式弹托主体外壳
、
四个插接式弹托主结构单元
、
四个插接式弹托副结构单元和四个插接部；其中，一个插接式弹托主体底盘
、
一个插接式弹托主体外壳
、
一个插接式弹托主结构单元和一个插接部组成一个弹托子单元
。
该组合式弹托的内部形成圆柱形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上
。
[0012]Ⅲ所述用于发射长方体形弹体的
L
形组合式弹托用于发射长方体形弹体，与加装弓形横截面的导轨后内周为大半圆形的空气炮炮管配合使用
。
[0013]该组合式弹托包括一个
L
形弹托主体底座
、
一个
L
形弹托主体外壳
、
四个
L
形弹托主结构单元和四个
L
形弹托副结构单元；其中，一个
L
形弹托主体底座
、
一个
L
形弹托主体外壳和四个
L
形弹托主结构单元组成该组合式弹托的主体
。
该组合式弹托的内部形成长方体形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上
。
[0014]所述用于发射圆柱形弹体的组合式弹托的主体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，包括用于发射圆柱形弹体的组合式弹托
、
用于发射圆柱形弹体的插接式组合式弹托和用于发射长方体形弹体的
L
形组合式弹托；其中：Ⅰ所述用于发射圆柱形弹体的组合式弹托为圆筒状，包括一个主体底盘
(1)、
一个主体外壳
(2)、
四个主结构单元
(3)
和四个副结构单元
(4)
；其中，一个主体底盘
、
一个主体外壳
、
四个主结构单元组成该组合式弹托的主体；该组合式弹托的内部形成圆柱形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上；Ⅱ所述用于发射圆柱形弹体的插接式组合式弹托为圆筒状，包括四个插接式弹托主体底盘
(5)、
四个插接式弹托主体外壳
(6)、
四个插接式弹托主结构单元
(7)、
四个插接式弹托副结构单元
(8)
和四个插接部
(9)
；其中，一个插接式弹托主体底盘
、
一个插接式弹托主体外壳
、
一个插接式弹托主结构单元和一个插接部组成一个弹托子单元；该组合式弹托的内部形成圆柱形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上；Ⅲ所述用于发射长方体形弹体的
L
形组合式弹托用于发射长方体形弹体，与加装弓形横截面的导轨后内周为大半圆形的空气炮炮管配合使用；该组合式弹托包括一个
L
形弹托主体底座
(10)、
一个
L
形弹托主体外壳
(11)、
四个
L
形弹托主结构单元
(12)
和四个
L
形弹托副结构单元
(13)
；其中，一个
L
形弹托主体底座
、
一个
L
形弹托主体外壳和四个
L
形弹托主结构单元组成该组合式弹托的主体；该组合式弹托的内部形成长方体形的弹体槽，该弹体槽的内周形状与所承载弹体的外周形状相同，试验时，该组合式弹托弹体槽的轴线与所述空气炮炮管的轴线共线，使所承载弹体的中心轴位于该空气炮炮管的轴线上
。2.
如权利要求1所述基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，所述用于发射圆柱形弹体的组合式弹托的主体底盘
(1)
上表面分别有一个圆管形的主体外壳
(2)
和四个扇环形的主结构单元
(3)
；所述四个主结构单元间隔
90
°
均布在该主体底盘的上表面；在各相邻的主结构单元之间分别插装有一个扇环形的副结构单元
(4)
，并使各所述副结构单元的两侧表面分别与相邻的主结构单元的侧表面贴合，所述副结构单元的外侧表面与所述主体外壳的内侧表面贴合；由各所述主结构单元的内侧表面和各副结构单元的内侧表面组合得到圆柱形的弹体槽
。3.
如权利要求2所述基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，所述四个主结构单元
(3)
分别由一个主体内圆弧板
(301)
和四个主体支撑件
(302)
组成；所述主体内圆弧板为圆心角为
70
°
的弧形板；所述四个主体支撑件为矩形，且上端靠近弹体槽的一角为
45
°
斜边，使各主体支撑件一个长边的长度大于另一个长边的长度；所述四个主体支撑件的较长的长边分别固连在所述主体外壳
(2)
的内侧表面上
、
较短的长边分别固连在所述主体内圆弧板上，并使两个主体外支撑件的较短的长边分别与所述主体内圆弧板弧面两端的竖直边连接；所述四个主体支撑件与所述主体外壳
、
所述主体内圆弧板
(301)
垂直，两个所述主体外支撑件之间的夹角为
70
°
，两个所述主体外支撑件与相邻主体内支撑件之间的夹角为
20
°
，两个主体内支撑件之间的夹角为
30
°
；
四个所述副结构单元
(4)
分别由一个副结构内圆弧板
(401)、
一个副结构外圆弧板
(403)、
三个副结构支撑件
(402)
组成；各所述副结构单元的上端靠近弹体槽的一角为
45
°
斜边，使各副结构支撑件一个长边的长度大于另一个长边的长度；所述副结构外支撑件较长的长边与所述副结构外圆弧板弧面两端的竖直边连接
、
较短的长边与所述副结构内圆弧板弧面两端的竖直边连接，形成封闭的扇环形，并在内部设置副结构内支撑件；所述三个副结构支撑件与所述副结构外圆弧板
、
所述副结构内圆弧板垂直，相邻两个副结构支撑件之间的夹角为
10
°
。4.
如权利要求2所述基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，所述四个主体内圆弧板
(301)
的内径等于所述四个副结构内圆弧板
(401)
的内径；在各相邻的所述主结构单元
(3)
之间分别插装有一个副结构单元
(4)
，使各所述主体外支撑件和相邻的副结构支撑件贴合；由主结构单元的四个主体内圆弧板和副结构单元的四个副结构内圆弧板合围，形成圆柱形的弹体槽；在该弹体槽的侧边，各主体支撑件的斜边与水平面的夹角和副结构支撑件的斜边与水平面的夹角均为
45
°
，构成了环状的斜面；所述弹体槽内表面的高度为所承载弹体轴向高度的
2/3。5.
如权利要求1所述基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，所述用于发射圆柱形弹体的插接式组合式弹托的各所述弹托子单元中，插接式弹托主体底盘
(5)
外形为
1/4
的圆盘，插接式弹托主体外壳
(6)
为圆心角
90
°
的弧形板，插接式弹托主结构单元
(7)
为扇环形，所述插接式弹托主体底盘
(5)
上表面分别有一个插接式弹托主体外壳和一个插接式弹托主结构单元；所述插接式弹托主体底盘与所述插接式弹托主体外壳同径；通过四个插接部
(9)
之间的插块和插槽，将该四个插接部组合为圆柱形，使所述四个插接式弹托主体底盘组合为圆盘形，并使四个插接式弹托主体外壳合围成为圆管形；在各相邻的所述插接式弹托主结构单元
(7)
之间分别插装有一个扇环形的插接式弹托副结构单元
(8)
；由各所述插接式弹托主结构单元的内侧表面和各插接式弹托副结构单元的内侧表面组合得到圆柱形的弹体槽
。6.
如权利要求5所述基于增材制造的组合式弹托，其特征在于，四个所述插接式弹托主结构单元
(7)
分别由一个插接式弹托主体内圆弧板
(701)
和四个插接式弹托主体支撑件
(702)
组成；所述插接式弹托主体内圆弧板为圆心角为
70
°
的弧形板；所述四个插接式弹托主体支撑件为矩形，且上端靠近弹体槽的一角为
45<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小鹏，李玉龙，张超，汤忠斌，赵振强，何宇鹏，
申请(专利权)人：西北工业大学太仓长三角研究院，
类型：发明
国别省市：