[發明專利]一種纖維纏繞發動機殼體模修補工藝成型方法

有效

• 申請號: 202011074802.9
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112277209B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 譚云水;張宇;姚桂平;高李帥;徐雷
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: B29C33/74
• 分類號: B29C33/74;B29C70/54;B29C73/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

本發明公開了一種纖維纏繞發動機殼體芯模修補工藝成型方法，芯模表面裂紋處理制作凹槽?凹槽修補?橡膠填充，根據凹槽尺寸，裁剪膠片，要求填充凹槽時并高出芯模型面，先將修補膠片預熱，再在芯模凹槽位置以及修補膠片表面涂刷一層膠粘劑，粘干至不粘手后，將修補橡膠填充至芯模凹槽位置，在填充過程中，對填充修補膠片時加熱、加壓，對橡膠修補位置進行修整，使修整后的絕熱層與芯模型面相平或者略低。采用橡膠修補芯模裂紋，利用橡膠的變形、分散、釋放，適應芯模產生的裂紋，滿足絕熱層固化后表面成型質量要求。

技術領域

本發明屬于纖維纏繞發動機殼體制作技術領域，具體涉及一種纖維纏繞發動機殼體模修補工藝成型方法。

背景技術

纖維纏繞發動機殼體絕熱層作為推進劑燃燒室與殼體間的隔熱結構，是發動機的重要結成部分。絕熱層主要作用是承擔纖維纏繞發動機殼體密封，以及通過碳化、分解、升華等方式，隔斷發動機工作過程中推進劑燃燒產生的高溫燃氣流，防止發動機殼體達到危及其結構完整性的溫度。由于纖維纏繞發動機殼體絕熱層是以芯模為胎模，在芯模表面制作完成，與外表面纏繞的復合層共固化。因此，芯模表觀質量的好壞直接影響到絕熱層成型質量。

當絕熱層表面出現的缺陷在設計允許范圍之內的(設計允許皺褶、凹坑深度不大于0.7mm)，可以進行修補。但是絕熱層的修補，不但會增加發動機殼體的生產周期，而且修補位置的絕熱層質量與一次成型狀態相比仍有差異，多少會降低絕熱層使用過程中的可靠性。因此，絕熱層一次制作合格，不進行修補，可以大大提高絕熱層的可行性，而且還會減少因絕熱層缺陷帶來的修補時間，提高發動機殼體生產效率。

纖維纏繞發動機殼體芯模主要有金屬芯模、橡膠氣囊芯模、石膏芯模、砂芯模等。對于具有封頭結構的纖維纏繞殼體而言，金屬芯模組裝拆卸困難，橡膠氣囊芯模尺寸不易控制。因此，石膏芯模和砂芯模在纖維纏繞發動機殼體研制生產過程中應用最為廣泛。

隨著纖維纏繞發動機殼體直徑尺寸以及長徑比的增加，導致芯模重量以及芯模撓度大幅度增加。石膏芯模受結構設計的影響，操作人員芯模安裝差異，石膏刮制過程中的質量控制等因素，在石膏芯模拼塊接縫位置以及芯模撓度較大位置，常常會產生裂紋。

對于砂芯模而言，砂子的密度較大，砂餅內部如果設計增強結構，會影響砂餅沖砂以及脫模。而砂芯模加工減重孔可以減小芯模重量，但是也會影響砂芯模強度和剛度，從而影響絕熱層和復合層成型質量，因此砂芯模通過開減重孔的方式減輕芯模重量的空間有限。砂芯模主要通過增加芯軸直徑，從而提高芯軸承重支撐強度和剛度。但是，在砂芯模撓度變化較大的芯軸中心位置，表面仍然容易出現裂紋。

芯模一定的撓度變形，不會影響纖維纏繞發動機殼體復合層外觀及強度要求，固化后的纖維纏繞發動機殼體的尺寸精度也可以得到保證。但是芯模裂紋會隨著絕熱層貼片、纖維纏繞、殼體固化過程中芯模旋轉進一步加劇，形成凸起，從而導致纖維纏繞發動機殼體固化后在絕熱層表面拓印形成皺褶、凹坑缺陷。當缺陷尺寸超出設計指標(設計允許皺褶、凹坑深度不大于0.7mm)要求，需要對絕熱層進行修補處理。

針對芯模裂紋，目前一般會采用石膏、嵌縫膏或者膩子等材料對芯模進行修補的修補工藝。由于石膏、嵌縫膏或者膩子均為脆性低強度材料，芯模在修補后，隨著芯模在殼體制作過程中的旋轉，修補位置的石膏、嵌縫膏或者膩子不足以抵抗芯模變形，因此，修補位置的芯模表面仍然會出現凸起、裂紋，從而在絕熱層表面拓印形成皺褶、凹坑缺陷(設計允許皺褶、凹坑深度不大于0.7mm)，影響絕熱層表觀質量。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種纖維纏繞發動機殼體模修補工藝成型方法，解決了因石膏芯模或者砂芯模凸起、裂紋導致絕熱層表面出現皺褶、凹坑的質量問題。

為實現上述目的，本發明所設計的纖維纏繞發動機殼體芯模修補工藝成型方法，具體過程如下：

1)芯模表面裂紋處理制作凹槽

在芯模表面裂紋位置打磨制作凹槽；