[發明專利]一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝

有效

• 申請號: 201910271694.5
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109955500B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 孫天峰;賴小明;張明;張玉生;張璇;鄭建虎;張鵬飛;關鑫;楊海濤;宮頊;梁龍;黎昱;陶積柏;雷堯飛;姚雙;王書超
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/46;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于，包括上模(1)、中模(4)、下模(5)、托盤(12)、起吊環(11)、上模觀察窗(2)、溫度傳感器(16)、注膠管路(7)、真空管路(3)、壓緊框(15)、支撐座(10)、壓緊板(14)、防熱層(9)；

下模(5)位于底部，注膠管路(7)與下模(5)相連；起吊環(11)與壓緊板(14)固定并夾緊飛船側壁防熱層(9)兩側邊緣；托盤(12)內安裝起吊環(11)、壓緊板(14)與飛船側壁防熱層(9)的組合體，托盤(12)與起吊環(11)固定連接；壓緊框(15)將飛船側壁防熱層(9)壓緊于托盤(12)上，壓緊框(15)與托盤(12)連接；

托盤(12)、起吊環(11)、飛船側壁防熱層(9)的組合體上下堆疊若干層放置在下模(5)內，各層之間側邊處安裝支撐座(10)支撐；

多層中模(4)堆疊套在托盤(12)、起吊環(11)、飛船側壁防熱層(9)的組合體外，安裝在下模(5)上，中模(4)與下模(5)的安裝面安裝密封膠條；中模(4)及下模(5)內各安裝一處溫度傳感器(16)，溫度傳感器(16)深入工裝腔體內；上模(1)覆蓋在中模(4)上，與中模(4)、下模(5)形成腔體；上模(1)上設置上模觀察窗(2)、真空管路(3)，與中模(4)的安裝面之間安裝密封膠條。

2.根據權利要求1所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：起吊環(11)為方形框，壓緊板(14)均布于飛船側壁防熱層(9)邊緣上表面，通過螺栓透過飛船側壁防熱層(9)將壓緊板(14)和起吊環(11)連接。

3.根據權利要求2所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：托盤(12)型面與飛船側壁防熱層(9)外輪廓一致，飛船側壁防熱層(9)置于其中后與托盤(12)貼合；托盤(12)為網狀結構。

4.根據權利要求3所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：下模(5)為凹模結構，內表面為錐臺面的截面；下模(5)底部開注膠孔，位于下模(5)壁板最底部注膠孔與注膠管路(7)連接。

5.根據權利要求4所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：注膠管路(7)帶閥門，控制與注膠系統連接的通斷。

6.根據權利要求5所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：中模(4)與中模(4)間的安裝面處安裝密封膠條；中模(4)側邊上設置中模觀察窗(8)。

7.根據權利要求6所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：上模(1)為凸模結構，凸面底部為錐臺面的截面，與飛船側壁防熱層(9)凹面外輪廓一致；上模(1)外表面設置加強筋；上模(1)上設置4處真空接口，與真空管路(3)連接，真空管路(3)帶閥門，控制與真空系統連接的通斷。

8.根據權利要求7所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：還包括防撞墊(13)，安裝在下模(5)側邊，用于緩沖。

9.根據權利要求8所述的一種返回式飛船側壁防熱層成型工裝，其特征在于：還包括導向輪(6)，下模(5)底部支撐結構上安裝導向輪(6)，用于工裝的進出烘箱。

10.根據權利要求1～9任一所述的返回式飛船側壁防熱層成型工裝的使用方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)將各中模(4)安裝在下模(5)上，再將上模(1)安裝在中模(4)上，使上模(1)、中模(4)、下模(5)形成封閉腔體，關閉注膠管路(7)開關，真空管路(3)連接真空泵，將腔體內真空度降至-0.08MPa，關閉真空管路(3)開關，將工裝轉移至烘箱內加熱，高溫200℃保壓12h，真空度數值不高于-0.06MPa，合格后拆除上模(1)；

(2)將起吊環(11)安裝至飛船防熱側壁防熱層(9)基體材料上，飛船側壁防熱層(9)基體材料兩側翻邊與起吊環(11)對齊，用螺釘連接壓緊板(14)與起吊環(11)，通過起吊環(11)上的起吊接口起吊起吊環(11)和飛船側壁防熱層(9)基體材料至錐形托盤(12)內，將起吊環(11)與托盤(12)固定；

(3)通過托盤(12)上的起吊接口將托盤(12)起吊至組裝的中模(4)、下模(5)內，固定托盤(12)，安裝支撐座(10)，重復安裝托盤(12)，直至完成多層托盤(12)的安裝，安裝上模(1)，安裝溫度傳感器(16)；

(4)關閉注膠管路(7)開關，將注膠管路(7)與配膠設備連接，真空管路(3)與真空泵連接，啟動真空泵抽真空，將腔體內真空度降至-0.08MPa后，打開注膠管路(7)開關，將樹脂緩慢抽入工裝內，過程中保持工裝內真空度數值不高于-0.06MPa，通過上模觀察窗(2)，觀察樹脂對飛船側壁防熱層(9)基體材料的浸沒情況，直至樹脂完全浸沒飛船側壁防熱層(9)基體材料，并且樹脂液面高于飛船側壁防熱層(9)基體材料30mm后，關閉注膠管路(7)開關及真空管路(3)開關，并斷開與真空泵和配膠設備的連接；

(5)將工裝移至烘箱內，將溫度傳感器(16)與測溫系統連接，開啟烘箱，將工裝內樹脂溫度加熱至180℃，并保溫，樹脂固化后降至常溫；

(6)將工裝移出烘箱，打開真空管路(3)開關，使得工裝內真空壓力降至常壓，拆除上模(1)與中模(4)的連接螺栓，起吊并移走上模(1)，清理托盤(12)四周至中模(4)壁板區域內的固體樹脂，拆除中模(4)與中模(4)、中模(4)與下模(5)的連接螺栓，起吊并移走中模(4)，依次拆除托盤(12)與支撐座(10)、下模(5)的連接螺栓，起吊托盤(12)；

(7)清除工裝內及托盤(12)上多余樹脂后，重新將托盤(12)再次復裝至下模(5)上，層疊多層，層間以支撐座(10)支撐，安裝中模(4)，中模(4)與下模(5)以螺栓固定，而后，安裝上模(1)；

(8)將工裝再次移至烘箱內，將溫度傳感器(16)與測溫系統、真空管路(3)與廢氣廢液回收裝置連接，關閉注膠管路(7)開關，開啟烘箱及廢氣廢液回收裝置，保持工裝內真空度數值不高于-0.06MPa，將工裝內空氣溫度加熱至80℃，并保溫，直至工裝內無揮發氣體排出，關閉烘箱及廢氣廢液回收裝置，斷開工裝與測溫系統、廢氣廢液回收裝置的連接；

(9)將工裝移出烘箱，拆除上模(1)與中模(4)的連接螺栓，起吊并移走上模(1)，拆除中模(4)與中模(4)、中模(4)與下模(5)的連接螺栓，起吊并移走中模(4)，依次拆除托盤(12)與支撐座(10)、下模(5)的連接螺栓，起吊托盤(12)，將飛船側壁防熱層(9)與托盤(12)分離。