[发明专利]固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备及方法

说明书

本发明提供一种固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备及方法，所述设备包括固定设置在压力机固定平台上的下模板和固定设置在压力机活动平台上的上模板，还包括用于限制两者相对移动的挡板；所述上模板与下模板之间放置有待加工的方形胶片；所述上模板与下模板紧邻所述方形胶片的一侧通过凹凸配合的方式实现紧配合；加工成型的方形胶片的端部均设置有竖直坡口钝边和倾斜坡口面；所述上模板包括与倾斜坡口面贴合的第一接触面；所述下模板包括与竖直坡口钝边贴合的第二接触面。本发明的破口制作方法相比现有的手工打磨，不会产生较大的粉尘，减少了对人员身体的伤害；相比现有的刀片切割，对技术人员技能水平要求低。

技术领域

本发明属于复合材料制品绝热结构制作领域，具体涉及一种固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备及方法。

背景技术

近几年来中国的商业航天发展迅速，大多数商业航天尤其是民用航天企业均采用技术难度相对较小，生产成本风险较低的固体火箭发动机。而随着复合材料的兴起，具有更高比强度和比刚度的复合材料逐渐在替代传统的钢、铝合金和钛合金，其中明显表现在纤维缠绕复合材料发动机壳体的应用当中。

绝热层是置于推进剂与发动机壳体之间的保护层，其主要功用是保护发动机壳体免受推进剂燃烧时高温燃气的冲刷，使得发动机能够正常工作。除此之外，对于自由装填式装药还能够起到缓冲的作用，降低自由装填装药与壳体之间的碰撞，缓冲应力传递的作用。纤维缠绕壳体不同于钢壳体，可以采用气囊等加压方式，以壳体本身为模板具制作绝热层。其主要工艺方法为在芯模板表面进行绝热层贴片，胶片通过被裁剪为特定尺寸，逐张搭接的方式贴满整个芯模板。由于胶片与胶片之间存在大量搭接，而胶片裁剪后边缘处为直边，直接堆叠会导致局部产生高点，导致胶片架空或者纤维架空，从而影响绝热层本身成型质量。

现有解决办法为对裁剪的三元乙丙胶片制作斜坡口，即厚度由厚至薄逐渐过渡，斜坡与斜坡之间采用搭接的方式。对此就需要专门对胶片制作坡口，传统坡口制作方法有两种，一种是使用刀片切削；另一种是手持打磨设备进行打磨。前者对于操作人员有较高的技能要求，且效率很低，手工操作质量一致性较差；后者对操作人员有一定技能要求，但操作过程中会产生大量粉尘，对操作者身体健康有一定影响。

因此需要提供一种新的固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备和方法来解决上述效率低下，加工质量差和产生大量粉尘的问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备及方法，该设备及方法不仅对技术人员技能水平要求较低，加工效率高且制作坡口质量稳定，而且不会产生大量粉尘。

为实现上述目的，本发明公开一种固体火箭发动机的绝热胶片坡口制作设备，该设备包括：

固定设置在压力机固定平台上的下模板和固定设置在压力机活动平台上的上模板，还包括用于限制两者相对移动的挡板；

所述上模板与下模板之间用于放置待加工的方形胶片；

所述上模板与下模板紧邻所述方形胶片的一侧通过凹凸配合的方式实现紧配合；

加工成型的方形胶片的端部设置有竖直坡口钝边和倾斜坡口面；

所述上模板包括与倾斜坡口面贴合的第一接触面；

所述下模板包括与竖直坡口钝边贴合的第二接触面，和与所述第二接触面的交接第三接触面，所述第三接触面与下模板的上表面相贴合。

进一步地，所述倾斜坡口面与水平面之间的夹角α为7～15°。

进一步地，所述竖直坡口钝边的高度h为0.2～0.7mm。

进一步地，所述上模板的形状为L型，所述下模板的形状为与上模板大小相适配的方形，所述挡板至少为两块，两块所述挡块分别固定设置在L型上模板和下模板凹凸配合处的侧端。

进一步地，所述挡板的最上端低于上模板的上表面。