CN104552802A - 柔性接头制造模具装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性接头制造模具装置，包括成型模、芯模、注胶缸、柱塞、和柔性接头组件；成型模为圆锥圆柱腔体结构，在内部圆锥腔体上开有三角形底模定位台阶；芯模为圆锥圆柱实体结构，外部圆锥体上开有三角形芯模定位台阶，数量与三角形底模定位台阶相对应，芯模沿圆周方向设有流胶道；注胶缸为圆柱腔体结构，在腔底部沿圆周方向均匀开有注胶孔，注胶孔数量与流胶道相同，并且一一对应；柱塞为圆柱实体结构，为注胶缸里的胶料均匀加压；柔性接头组件包括柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰；柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰按顺序放入成型模，柔性接头组件位于成型模与的芯模，通过流胶道为各层金属增强件填充胶料。

Description

柔性接头制造模具装置

技术领域

本发明涉及一种柔性接头制造模具装置，属于固体火箭发动机推力矢量喷管技术领域。

背景技术

提高柔性接头弹性件制造的均匀性和致密性是固体火箭发动机柔性喷管设计制造的主要目标。柔性喷管是固体火箭发动机推力矢量控制的一种重要方式，它由活动体、固定体及柔性接头3大部件组成。喷管摆动的执行部件是柔性接头，借助于柔性接头实施喷管摆动，达到推力矢量调节的目的。柔性喷管消除了轴向推力损失和摆动分离线，本身又具有自紧密封和足够的抗扭刚度，具有致偏能力强、结构简单、可潜入等一系列优点。

柔性接头是柔性喷管的核心部件，它是一种非刚性承压密封连接件，由若干同心的环状球体弹性件(橡胶)和增强件(钢或复合材料)相互交替的粘接在一起，前后各有法兰组成的一个完整部件。柔性接头轴向压缩刚度很大，而弯曲刚度很小，因此在受到很大燃烧室压强作用时，仅产生很小的轴向位移，而在较小的侧向作动力作用下，能产生较大的剪切变形，从而使喷管摆动，实现推力矢量控制。

柔性喷管的应用前景极其广泛，其强大的致偏能力使之尤其适用于各类对机动性、过载能力要求较高的固体火箭发动机，以柔性喷管为基础的导弹不仅可望应用于大型战略导弹，在小型防空反导、舰载、潜射等战术导弹领域更是有很大的应用前景。以柔性喷管为基础的各类运载器可望作为一个空间运输工具的助推器用于很多重要的航天领域，如载人航天、空间物资运输等。

由于柔性接头是由增强件与弹性件相互叠加而成，其组装后要求柔性接头上下端面的平行度不大于0.06mm，同轴度不大于0.06mm，这就要求在保证增强件精度的同时也要保证各层弹性件制造的均匀性，否则会导致柔性接头内部的应力分布恶化，影响控制精度，导致导弹无法准确命中目标。因此柔性接头的制造工艺、模具设计至关重要，如何保证弹性件的均匀性是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决柔性接头弹性件制造不均匀和致密性欠缺的技术问题，提出一种柔性接头制造模具装置，该装置的最大特点在于实现了所有弹性件的一次成型，通过将柔性接头的所有金属增强件及前后法兰在型腔中定位，并以适当方式在各金属件间的空腔中充填橡胶胶料，合模后放在平板硫化机内，在一定压力、温度下进行制品的一次性成形和硫化。

一种柔性接头制造模具装置，包括成型模、芯模、注胶缸、柱塞、和柔性接头组件；

成型模为圆锥圆柱腔体结构，在内部圆锥腔体上开有三角形底模定位台阶；芯模为圆锥圆柱实体结构，外部圆锥体上开有三角形芯模定位台阶，数量与三角形底模定位台阶相对应，芯模沿圆周方向设有流胶道；注胶缸为圆柱腔体结构，在腔底部沿圆周方向均匀开有注胶孔，注胶孔数量与流胶道相同，并且一一对应；柱塞为圆柱实体结构，为注胶缸里的胶料均匀加压；柔性接头组件包括柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰；柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰按顺序放入成型模，柔性接头组件位于成型模与的芯模，通过流胶道为各层金属增强件填充胶料。

本发明的优点在于：

(1)装模容易：

由于金属增强件的定位是靠底模和芯模上的定位台阶，因而装模很容易，仅需将前法兰、各层金属增强件、后法兰顺序放入成型模中对应的定位台阶上，再将芯模从上方插入，就完成了柔性接头金属件的装模；

(2)可重复使用：

对于同样设计条件的柔性接头，一套模具可以重复使用，提供了柔性接头大批量生产的条件；

(3)结构简单，成本低：

底模和芯模采用台阶定位柔性接头金属部件，而装模时各个部件之间的定位则通过销钉来实现，简单使用，成本低廉；

(4)可保证弹性件的均匀和致密性：

在注胶过程中，所有金属件向下的移动由成型模上的定位台阶限定，向上的移动由芯模上的定位台阶限定，从而保证了各层弹性件厚度均匀，而在注胶缸中放置足量胶料，合模后在平板硫化机一定温度、压力作用下，由柱塞加压胶料，胶料经注胶缸的注胶口和芯模的流胶道注入成型腔中各层金属件之间，并与金属件硫化粘接，从而保证了各层橡胶弹性件的致密性；

附图说明

图1是本发明柔性接头制造模具装置示意图；

图2是本发明柔性接头模具装置全剖示意图；

图3是本发明底模全剖示意图；

图4是本发明底模定位示意图；

图5是本发明芯模全剖示意图；

图6是本发明芯模定位示意图；

图7是本发明注胶缸全剖示意图；

图8是本发明柱塞全剖示意图。

图中：

1—成型模 2—芯模 3—注胶缸

4—柱塞 5—前法兰定位销钉 6—芯模和注胶缸定位销钉

7—柔性接头组件 8—底模工装孔 9—底模定位台阶

10—金属增强件 11—芯模定位台阶 12—芯模工装孔

13—流胶道 14—前法兰和芯模定位孔 15—芯模和注胶缸定位孔

16—注胶孔 17—注胶缸和芯模定位孔

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种柔性接头制造模具装置，如图1和图2所示，图中给出的是带柔性接头前后法兰和金属件的整个模具装置的示意图，所述的模具装置主要包括成型模1、芯模2、注胶缸3、柱塞4、前法兰定位销钉5、定位销钉6和柔性接头组件7。

柔性接头组件7包括柔性接头前法兰、柔性接头后法兰和金属增强件10；

如图3所示，成型模1为圆锥圆柱腔体结构，在内部圆锥腔体上开有三角形底模定位台阶9，如图4所示，注胶过程中金属增强件10放置在两个台阶之间以限定金属增强件10向下的移动，台阶的个数为柔性接头弹性件层数，底模定位台阶9的突起不能太高，高度确定的准则是既要有效的限制金属增强件10的向下移动，又要保证在装模时每层金属增强件10顺利装配，在成型模1的侧面开有底模工装孔8，方便在装配时移动成型模1。

芯模2整体为圆锥圆柱实体结构，如图5所示，在外部圆锥体上开有三角形芯模定位台阶11，如图6所示，注胶过程中金属增强件10放置在两个台阶之间以限定金属增强件向上的移动，台阶的个数为柔性接头弹性件层数，芯模定位台阶11的突起不能太高，高度确定的准则是既要有效的限制金属增强件的向上移动，又要保证在装模时每层金属增强件顺利装配。在芯模2上沿圆周方向开有8个相同的流胶道13，用于在各层金属增强件10间填充胶料，这种设计方法可以保证胶料填充的均匀性。在芯模2的底部开有前法兰和芯模定位孔14，用于其和柔性接头前法兰通过前法兰定位销钉5连接定位。在芯模2的侧面同样开有芯模工装孔12，方便在拆卸时拿下芯模。

注胶缸3为圆柱腔体结构，如图7所示，在腔底部沿圆周方向均匀开有8个注胶孔16，为了保证8个注胶孔16分别和芯模2的8个流胶道13对应，在注胶缸3底部和芯模2顶部分别开有注胶缸和芯模定位孔17和芯模和注胶缸定位孔15，通过芯模和注胶缸定位销钉6连接2个部件，确保注胶孔16和流胶道13一一对应。

柱塞4为圆柱实体结构，如图8所示，其主要作用是为注胶缸3里的胶料均匀加压。.

本发明中成型模1的主要用途就是将柔性接头的所有金属增强件10准确定位，由于在注胶过程中，金属增强件10会产生向上或者向下的移动，从而使每一层胶层厚度偏离设计要求，因此要求每一层金属增强件10必须准确定位，本发明中金属增强件10被嵌在成型模1的底模定位台阶9之间，其向下的移动通过底模上的底模定位台阶9进行限定，底模定位台阶9的设计采用三角形突起结构，保证每个突起不影响处在下方的金属增强件10顺利放入成型模1内，成型模1的侧面开有底模工装孔8，方便装配。

本发明中芯模2的作用一方面是将柔性接头的所有金属增强件10准确定位，保证其在注胶过程中不会发生向上的移动，定位方式与成型模1相同；另一方面，在芯模2上沿圆周方向均布有8个流胶道13，用于在各层金属增强件10间填充胶料，这种设计方法可以保证胶料填充的均匀性，芯模2的侧面开有芯模工装孔12，方便装配，芯模2和柔性接头前法兰装配时通过前法兰定位销钉5进行定位。

本发明中注胶缸3的结构采用圆柱腔体结构，在腔体底部沿圆周方向均匀开有8个注胶孔16，注胶缸3和芯模2的连接通过芯模和注胶缸定位销钉6来定位，保证8个注胶孔16和芯模2的8个流胶道13重合。

本发明中柱塞4的结构采用实心圆柱体结构，其主要作用是为注胶缸里的胶料均匀加压。

工作时，将柔性接头前法兰、各层金属增强件10和柔性接头后法兰放进成型模1内，然后将芯模2放进，通过前法兰定位销钉5和芯模和注胶缸定位销钉6定位，再将装满胶料的注胶缸3放在芯模2上，最后将柱塞4放进注胶缸3内，通过平板硫化机在一定压力和温度下将胶料注入，脱模即可完成柔性接头的制造。

本发明的柔性接头制造模具装置重点解决了各层金属件的准确定位及橡胶充满金属件间空腔的问题，使柔性接头各层弹性件厚度均匀且致密。

Claims (8)

1.一种柔性接头制造模具装置，包括成型模、芯模、注胶缸、柱塞、和柔性接头组件；

成型模为圆锥圆柱腔体结构，在内部圆锥腔体上开有三角形底模定位台阶；芯模为圆锥圆柱实体结构，外部圆锥体上开有三角形芯模定位台阶，数量与三角形底模定位台阶相对应，芯模沿圆周方向设有流胶道；注胶缸为圆柱腔体结构，在腔底部沿圆周方向均匀开有注胶孔，注胶孔数量与流胶道相同，并且一一对应；柱塞为圆柱实体结构，为注胶缸里的胶料均匀加压；柔性接头组件包括柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰；柔性接头前法兰、金属增强件和柔性接头后法兰按顺序放入成型模，柔性接头组件位于成型模与的芯模，通过流胶道为各层金属增强件填充胶料。

2.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述底模定位台阶的个数为柔性接头弹性件层数。

3.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述成型模侧面开有底模工装孔。

4.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述流胶道为8个。

5.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述芯模底部开有前法兰和芯模定位孔，用于芯模和柔性接头前法兰通过前法兰定位销钉连接定位。

6.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述芯模侧面开有芯模工装孔。

7.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述注胶缸底部和芯模顶部分别开有注胶缸和芯模定位孔和芯模和注胶缸定位孔，通过芯模和注胶缸定位销钉连接注胶缸和芯模，确保注胶孔和流胶道一一对应。

8.根据权利要求1所述的一种柔性接头制造模具装置，所述芯模和柔性接头前法兰装配时通过前法兰定位销钉进行定位。