CN104552977B - 一种复合舱段防热层分段成型方法 - Google Patents

一种复合舱段防热层分段成型方法 Download PDF

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Abstract

一种复合舱段防热层分段成型方法，属于复合材料成型方法，解决现有整体成型方式所存在的开口部位防热层容易起层的问题，同时可以保证防热层粘接套装质量。本发明包括防热层分段成型步骤、试装防热层步骤和粘接套装防热层步骤。本发明对于复合舱段防热层采用多种不同方式分段成型，前段防热层采用缠绕套装方式成型；中段防热层包括多个独立的防热片，各防热片采用模压方式成型；后段防热层采用缠绕套装方式成型；同时优化各段防热层粘接套装顺序，按照本发明成型的舱段，产品质量可靠，套装间隙控制在0.7mm以内,对接间隙控制在0.2mm以内，通过飞行试验考核，克服了防热层起层的技术困难，且产品套装粘接质量满足使用要求。

Description

一种复合舱段防热层分段成型方法
技术领域
本发明属于复合材料成型方法，具体涉及一种复合舱段防热层分段成型方法。
背景技术
为保证舱段在整个飞行过程中具有良好的气动外形，以及各种使用环境下的防热性能、结构强度和刚度，舱段由防热层和金属壳体组成。目前防热层的成型方式为：采用缠绕、模压或者铺层方式中的某一种整体成型，再机械加工开口。防热层的这些成型方式简单成熟；其缺点是当产品开口尺寸较大时，加工余量大，工艺周期长，成本高；当防热层采用缠绕或者铺层方式整体成型，开口位置防热层的预浸料连续性破坏，在高速侧风作用下，存在起层的风险。
防热层分体成型相比整体成型而言，可根据复合舱段不同结构，选择不同的工艺方法来分段成型防热层，满足产品防热要求；但缺点是：防热层分段成型，在装配时配合面多，套装间隙及对接间隙质量难于保证。
发明内容
本发明提供一种复合舱段防热层分段成型方法，解决现有整体成型方式所存在的开口部位防热层容易起层的问题，同时可以保证防热层粘接套装质量。
本发明所提供的一种复合舱段防热层分段成型方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(A)防热层分段成型步骤：根据复合舱段壳体的结构，将防热层分成前段防热层、中段防热层和后段防热层；
前段防热层为中空圆锥形，其内孔形状与金属壳体前段相匹配，采用缠绕套装方式成型；
金属壳体中段为中空圆柱形，其表面具有多个沿轴向的开口，中段防热层包括多个独立的防热片，各防热片均为细长条状，采用模压方式成型；
后段防热层为中空圆柱形，其内孔形状与金属壳体后段相匹配，采用缠绕套装方式成型；
(B)试装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上，根据套装状态划出对接部位的加工余量标识，机械加工去除余量；有利于保证后续步骤的对接间隙及套装间隙；
(C)粘接套装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，粘接合格后，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上并粘接。
所述防热层分段成型步骤中，所述防热片两端分别具有凸台，以便于与金属壳体中段各轴向的开口之间预设的凹槽嵌合，增加附着力；
预浸料相互缠结，层间粘接性能好；与金属壳体仅靠胶接方式固定，连接可靠性差，可避免防热层起层。
步骤(A)中，在成型后段防热层时，为方便防热层脱模，又能保证套装过程顺利进行，将套装间隙控制在0.7mm以内，后段防热层缠绕芯模为圆台形，其半锥角不大于0.1°，后段防热层缠绕芯模小端外径比金属壳体后段外径大0.05mm～0.3mm。
本发明对于复合舱段防热层采用多种不同方式分段成型，前段防热层采用缠绕套装方式成型；中段防热层包括多个独立的防热片，各防热片采用模压方式成型；后段防热层采用缠绕套装方式成型；同时优化各段防热层粘接套装顺序，按照本发明成型的舱段，产品质量可靠，套装间隙控制在0.7mm以内，对接间隙控制在0.2mm以内，通过飞行试验考核，克服了防热层起层的技术困难，且产品套装粘接质量满足使用要求。
附图说明
图1为某复合舱段结构剖视图；
图2为防热片模压产品示意图；
图3为机械加工去除对接面余量后防热片最终产品示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，某复合舱段为中空旋转体，其舱壁由金属壳体b和防热层a构成，舱段中部舱壁存在6个沿轴向的开口，防热层由前段防热层1、中段防热层2、后段防热层3连接构成。
本发明的实施例，对图1所示复合舱段防热层分段成型，包括下述步骤：
(A)防热层分段成型步骤：根据复合舱段壳体的结构，将防热层分成前段防热层、中段防热层和后段防热层；
前段防热层为中空圆锥形，其内孔形状与金属壳体前段相匹配，采用无碱玻璃纤维布增强酚醛树脂预浸布在缠绕芯模上缠绕成型、固化、脱模及粗加工后，形成前段防热层；
金属壳体中段为中空圆柱形，其表面具有多个沿轴向的开口，中段防热层包括多个独立的防热片，各防热片均为细长条状，采用高硅氧短切纤维增强酚醛树脂预浸料模压成型；各防热片两端分别具有凸台，以便于与金属壳体中段各轴向的开口之间预设的凹槽嵌合，凸台连接部位厚度薄，脱模时易断裂，在模具设计时凸台连接部位采用圆滑过渡，模压产品如图2所示，对其机械加工去除对接面余量后，最终形成的防热片如图3所示；
后段防热层为中空圆柱形，其内孔形状与金属壳体后段相匹配，采用无碱玻璃纤维布增强酚醛树脂预浸布在缠绕芯模上缠绕成型、固化、脱模及粗加工后，形成后段防热层；在成型后段防热层时，为方便防热层脱模，又能保证套装过程顺利进行，将套装间隙控制在0.7mm以内，后段防热层缠绕芯模为圆台形，其半锥角不大于0.1°，后段防热层缠绕芯模小端外径比金属壳体后段外径大0.05mm～0.3mm，后段防热层缠绕芯模两端外径分别为φ387(+0.3，+0.2)mm、φ387(+0.1，+0.05)mm。
(B)试装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上，根据套装状态划出对接部位的加工余量标识，机械加工去除余量；有利于保证后续步骤的对接间隙及套装间隙；
(C)粘接套装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，粘接合格后，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上并粘接。

Claims (2)

1.一种复合舱段防热层分段成型方法，其特征在于，其包括下述步骤：
(A)防热层分段成型步骤：根据复合舱段壳体的结构，将防热层分成前段防热层、中段防热层和后段防热层；
前段防热层为中空圆锥形，其内孔形状与金属壳体前段相匹配，采用缠绕套装方式成型；
金属壳体中段为中空圆柱形，其表面具有多个沿轴向的开口，中段防热层包括多个独立的防热片，各防热片均为细长条状，采用模压方式成型；
后段防热层为中空圆柱形，其内孔形状与金属壳体后段相匹配，采用缠绕套装方式成型；
(B)试装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上，根据套装状态划出对接部位的加工余量标识，机械加工去除余量；有利于保证后续步骤的对接间隙及套装间隙；
(C)粘接套装防热层步骤：先将中段防热层的各防热片分别贴合在金属壳体中段各轴向的开口之间，粘接合格后，再将前、后段防热层分别套装在金属壳体前、后段上并粘接。
2.如权利要求1所述的复合舱段防热层分段成型方法，其特征在于：
所述防热层分段成型步骤中，所述防热片两端分别具有凸台，以便于与金属壳体中段各轴向的开口之间预设的凹槽嵌合，增加附着力；
在成型后段防热层时，为方便防热层脱模，又能保证套装过程顺利进行，控制套装间隙在0.7mm以内，后段防热层缠绕芯模为圆台形，其半锥角不大于0.1°，后段防热层缠绕芯模小端外径比金属壳体后段外径大0.05mm～0.3mm。
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