[发明专利]一种用于分体式复合材料芯模制造的胶接工装

说明书

本发明提供了一种用于分体式复合材料芯模制造的胶接工装，包括底部支撑组件、小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件，底部支撑组件包括底板、底部支撑柱、底部定位圆盘以及N个限位隔板，小端封头定位组件包括小端连接板、小端支撑柱、小端定位卡盘以及小端压盘，筒段定位组件包括筒段连接板、筒段支撑柱、筒段定位圆盘以及筒段压盘，大端封头定位组件包括大端连接板、大端支撑柱、大端连接圆盘、大端定位卡盘以及大端压盘。在胶接分体式复合材料芯模零部件时，有效利用小端封头、筒段和大端封头各分瓣模一端尺寸相同的特点，采用同一底部支撑组件进行定位紧固，避免因不同零件间尺寸、位置及表面质量的差异造成误差，提高胶接精度。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机壳体制造领域，具体涉及的是一种用于分体式复合材料芯模制造的胶接工装。

背景技术

分体式复合材料芯模是制造固体火箭发动机壳体的模具，壳体成型过程中芯模要承受来自纤维缠绕的压力以及固化过程中的交变高温载荷。因此，必须确保分体式复合材料芯模整体结构的稳定性。

分体式复合材料芯模包括同轴安装的大端封头、筒段、小端封头、金属连接支撑件和芯轴系。其中，大端封头、筒段和小端封头是由多个复合材料分瓣模构成；金属连接支撑件包括与大端封头、筒段、和小端封头适配且将三者连接的第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件、第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件、第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件。大端封头、筒段和小端封头的各个分瓣模通过共胶接技术与各个金属连接支撑件连接，即在复合材料件与金属连接支撑件之间预置胶模再经高温固化制成。

目前，在复合材料件和金属连接支撑件之间预置胶模后再采用G型夹夹紧来保证胶接的精度。然而，在高温环境下，复合材料件、金属连接支撑件以及G型夹之间的热膨胀系数的差异以及胶模受热后的软化行为，会导致复合材料件与金属连接支撑件相对位置出现偏差，甚至在固化完成后G型夹与制成的分瓣模之间存在一定的间隙。上述这种固定方式无法保证复合材料件与金属连接支撑件之间的胶接精度，给分体式复合材料芯模的装配工作带来很大困难，影响装配效率。

发明内容

本发明的目的在于解决现有胶接方法无法确保复合材料件与金属连接支撑件之间的胶接精度，从而影响分体式复合材料芯模装配的问题，而提供一种用于分体式复合材料芯模制造的胶接工装。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种用于分体式复合材料芯模制造的胶接工装，其特殊之处在于：包括底部支撑组件、小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件；小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件共用所述底部支撑组件；

所述底部支撑组件包括底板、底部支撑柱、底部定位圆盘以及N个限位隔板；

所述底部支撑柱的两端分别与底板和底部定位圆盘的中心垂直连接；所述底部定位圆盘沿周向被N个限位隔板隔开，形成N个胶接工位，每个胶接工位的底部定位圆盘上均设置有与分体式复合材料芯模各分瓣模下端金属支撑连接件安装孔配合的定位孔，两者之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位；所述限位隔板与和分体式复合材料芯模各分瓣模下端接触面相互配合，其尺寸由小端封头、筒段和大端封头各分瓣模下端的尺寸决定；

所述小端封头定位组件包括小端连接板、小端支撑柱、小端定位卡盘以及小端压盘；小端封头定位组件通过小端连接板可拆卸式地安装在所述底部定位圆盘上表面(例如：小端连接板上设置有螺纹孔与销孔，其与底部定位圆盘之间通过螺栓连接以及定位销定位)；其中，小端支撑柱的两端分别与小端连接板和小端定位卡盘的中心垂直连接；小端定位卡盘上对应于所述胶接工位的位置设置有与分体式复合材料芯模小端封头分瓣模上端接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线，且小端定位卡盘的内部环形曲面与小端封头各分瓣模上端金属支撑连接件的环形曲面相匹配，小端压盘位于小端定位卡盘上方，并于小端支撑柱连接(同样，可通过相互配合的螺纹孔与销孔及相应的紧固件)；