CN104875316A - 锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，它包括以下步骤：在模压成型的防热罩上采用数控加工的方法加工三处窗口，采用近净尺寸成型的方法模压成型复杂型面口盖；修配口盖与防热罩窗口之间的间隙，为制作密封垫留出空间；在窗口上涂抹配制好的密封剂，在口盖上涂抹脱模剂，保证口盖与密封剂分离，而密封剂附着在防热罩窗口上，采用与防热罩相匹配的专用成型夹具来压紧口盖；本发明方法能保证抛罩系统防热罩窗口的密封性，同时能满足口盖外锥与防热罩外锥之间的顺/逆流台阶差。

Description

锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法

技术领域

本发明涉及导弹抛罩系统防热罩窗口与口盖之间的密封技术领域，具体地指一种锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法。

背景技术

抛罩系统是导弹头部导引头部分的防护装置，由防热罩、口盖、喷管、转接环等主要部分组成。防热罩和口盖是抛罩系统中的关键件，当飞行马赫数较低时，抛罩系统通过安装于防热罩内的三个不对称喷管提供的侧向力打开口盖将光学头罩外的防热罩抛掉。防热罩和口盖均采用高硅氧酚醛树脂以及金属嵌入件模压成型，其中防热罩经过模压后采用机械加工的方法加工安装口盖的三处窗口，防热罩通过转接环与导弹导引头舱连接。

防热罩窗口与口盖之间的密封至关重要，它决定着舱内的工作环境，是阻止外部雨水和粒状物进入舱段内部污染导引头光学镜头的关键屏障。传统的密封形式主要分为两种：垫片密封和涂密封剂密封，即将橡胶板粘接在口盖上或将密封剂涂覆在窗口上进行密封。由于口盖与防热罩窗口的接触面较复杂，在口盖与窗口压紧配合时橡胶垫片不能很好地填充复杂的配合面，加之老化后龟裂或失去弹性，密封效果较差；密封剂虽能很好地填充复杂的配合面，但对涂覆工艺较高，若涂覆不均导致较薄处的填充性下降，密封的可靠性不高；并且就抛罩系统防热罩而言，口盖外锥与防热罩外锥的顺/逆流台阶差应不影响其飞行气动效果，其中指顺气流是口盖与防热罩窗口装配后，口盖小头端外表面可以比防热罩低，口盖大头端的外表面可以比防热罩高，即气流可以顺利通过；逆气流则相反，一般不允许出现逆气流。

因此如何保证口盖与防热罩窗口之间的密封，同时保证口盖外锥与防热罩外锥的顺/逆流台阶差不影响其飞行气动效果成为抛罩系统研制和生产亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述不足，提供一种锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，保证抛罩系统防热罩窗口的密封性，同时能满足口盖外锥与防热罩外锥之间的顺/逆流台阶差。

为实现上述目的，本发明提供一种锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，它包括以下步骤：

步骤1)：采用整体模压的方法成型防热罩；

步骤2)：采用找正工装确定三处非对称的窗口的位置，然后采用数控编程加工，在上述防热罩外锥规定部位按照要求，加工三处非对称的窗口；

步骤3)：采用近净尺寸模压成型的方法加工口盖，所述口盖由金属连接叉和玻璃钢口盖本体组合而成，口盖的模具型腔采用镜面电火花加工及高速铣削加工，保证复杂型面口盖的精密成型，所述口盖配合面留适当的余量供后续修配；

步骤4)：修配口盖与窗口的配合面，所述金属连接叉装配入防热罩内部喷管上对应的安装孔，以进行口盖的试装，并采用砂纸对称修配口盖各型面，边修配边检测口盖各型面与窗口型面的间隙，保证配合面间隙均匀；

步骤5)：配制密封垫成型所需的密封剂，密封剂由硅橡胶基膏和硫化剂调配而成，按每100g硅橡胶基膏加入2-6mL硫化剂来进行调配；

步骤6)：在防热罩的窗口上涂抹配制好的密封剂，在口盖上涂抹脱模剂，然后装上口盖，并采用与防热罩相匹配的专用成型夹具来压紧口盖，并不断调整口盖位置，固化一段时间后分离口盖，密封垫成型在防热罩的窗口上，然后对飞边进行修剪，最后重新装配口盖及防热罩，并进行气密性试验，满足要求后即完成密封垫的成型。

进一步地，所述防热罩由玻璃钢本体与金属嵌入件连接环整体模压成型，具体为：所述防热罩由四柱导向高精度模具一次成型，保证防热罩大头端的金属嵌入件连接环与罩体之间的相对位置及同轴度，同时保证防热罩的内外锥净尺寸成型。

进一步地，所述步骤6)中，专用成型夹具由压板、压块、螺柱、夹具本体、底座组成，所述夹具本体由上圆环和下圆环通过设有螺孔的连接板组合形成空心圆台形状，所述夹具本体的连接板有三块，每块连接板的两端分别垂直连接所述上圆环和下圆环，所述连接板及螺孔的位置与所述三个窗口相对应，所述上圆环和下圆环的直径与所述防热罩的靠近大头端的圆锥部分直径相匹配，使得防热罩可装配进入所述夹具本体内部，所述螺柱穿过所述螺孔与压块相连接；

所述专用成型夹具压紧口盖的具体步骤为：首先将夹具本体放置在底座上，然后将防热罩小头端朝下装配入夹具本体内部空间，采用压板将防热罩与夹具本体压紧固定在底座上；在窗口上涂抹配制好的密封剂，在口盖上涂抹脱模剂，然后装上口盖，并不断调整螺柱将压块顶紧，压块压紧口盖，保证口盖能将密封剂压实。

进一步地，所述步骤2)中，所述数控编程加工包括粗加工和精加工两个阶段，具体为：首先采用大进给量的加工方法粗加工出窗口的外形，然后采用小进给量的加工方法精铣窗口的型面，从而保证窗口型面的加工精度的表面质量。

优选地，所述口盖由玻璃钢口盖本体与金属嵌入件连接叉近净尺寸模压成型。

优选地，所述步骤6)中，口盖上涂抹的脱模剂为润滑脂或塑料薄膜或汽车抛光蜡。

更为优选地，所述步骤1)中，防热罩采用高硅氧玻璃纤维纱和氨酚醛树脂制备预混料，在模具型腔中加热、交联、固化后冷却成型。

本发明的有益效果在于：采用两个存在装配关系的零件防热罩和口盖作为成型模具，并将密封垫成型在防热罩窗口上的加工方法，满足了复杂装配面密封垫的成型要求，解决了导弹抛罩系统防热罩窗口与口盖密封的难题，采用本发明所提供的方法进行多窗口口盖密封垫的成型加工，具有以下优点：

其一，利用防热罩窗口与口盖两个零件分别作为凹模和凸模省去了投入一套模具的同时，也满足了密封垫成型在防热罩窗口上的要求；

其二，采用打磨防热罩窗口型面增加密封垫与窗口的附着力，同时采用合适的脱模剂涂抹在口盖型面上，保证了口盖与密封垫的有效分离，保证了密封垫不被撕裂，外观完整美观；

其三，本发明采用的专用成型夹具，能保证窗口的密封垫一次成型，成型后保证防热罩与口盖外锥无逆流台阶，顺气流台阶差不大于0.2mm。

附图说明

图1为一种锥筒形防热罩的结构示意图；

图2为一种锥筒形防热罩的口盖结构示意图；

图3为一种防热罩窗口与口盖密封垫成型局部剖视结构示意图；

图4为防热罩窗口与口盖密封垫成型工装本体示意图。

图中，防热罩1、窗口2、金属嵌入件连接环3、口盖4、金属连接叉5a、玻璃钢口盖本体5b、压板6、压块7、螺柱8、夹具本体9、上圆环9a、下圆环9b、螺孔9c、连接板9d、底座10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1所示，针对某导弹抛罩系统防热罩其壁厚为20mm，锥度为14.5°，大端开口直径为Φ302mm，高度约为470mm，其周向分布的三处非对称窗口与口盖之间密封垫的成型方法步骤如下：

步骤1)：防热罩1由玻璃钢本体与金属嵌入件连接环3整体模压成型，具体为：防热罩1由四柱导向高精度模具一次成型，保证防热罩1大头端的金属嵌入件连接环3与罩体之间的相对位置及同轴度，同时保证防热罩1的内外锥净尺寸成型，为后续窗口2的找正和加工创造必要的条件，所述防热罩1采用高硅氧玻璃纤维纱和氨酚醛树脂制备预混料，在模具型腔中加热、交联、固化后冷却成型；

步骤2)：采用找正工装确定三处非对称的窗口2与防热罩大头端金属嵌入件螺纹孔的相对位置关系，然后采用数控编程加工，在上述防热罩1外锥规定部位按照要求，加工三处非对称的窗口2，所述数控编程加工包括粗加工和精加工两个阶段，具体为：首先采用大进给量的加工方法粗加工出窗口2的外形，然后采用小进给量的加工方法精铣窗口2的型面，从而保证窗口2型面的加工精度和表面质量；

上述步骤2)中，采用PRO/E三维软件建模后自动编程结合人工编程优化走刀路径，能有效提高窗口2型面加工的精确性，同时能避免玻璃钢材料加工过程中崩块和掉渣，保证型面加工的完整性。

步骤3)：如图2所示，口盖由玻璃钢口盖本体5b与金属连接叉5a近净尺寸模压成型，口盖4的模具型腔采用镜面电火花加工及高速铣削加工，保证复杂型面口盖4的精密成型，所述口盖4配合面的近净尺寸成型时考虑玻璃钢的收缩率，同时长度方向和宽度方向及厚度方向各留0.5mm的余量，供后续修配，余量的分布为对称分布，避免修配时出现间隙不均的情况；

步骤4)：修配口盖4与窗口2的配合面，所述金属连接叉5a装配入防热罩1内部喷管上对应的安装孔，以进行口盖4的试装，并采用砂纸对称修配口盖4各型面，边修配边检测口盖4各型面与窗口2型面的间隙，保证配合面间隙均匀；

上述步骤4)中，在修配前在防热罩1上装配喷管，口盖4上的金属连接叉5a装配入喷管的方形孔中，为保证口盖4在窗口2的中心位置，在金属连接叉5a与喷管的方形孔之间垫厚度为0.2～0.3mm的铜垫片，保证口盖4与窗口2四周的间隙均匀约为0.2～0.3mm；

步骤5)：配制密封垫成型所需的密封剂，密封剂由硅橡胶基膏和硫化剂调配而成，按每100g硅橡胶基膏加入2-6mL硫化剂来进行调配；

上述步骤5)中，在窗口2上涂抹密封剂前采用702处理剂和丙酮对配合面进行清洗，密封剂的调配严格按照工艺试验摸索后的膏剂：硫化剂＝100g：2～6ml，其中夏季高温季节膏剂：硫化剂＝100g：2ml，冬季寒冷季节膏剂：硫化剂＝100g：4ml，以保证密封剂施工时硬度适中，固化保证在其活性期内；

步骤6)：在防热罩1的窗口2上涂抹配制好的密封剂，在口盖4上涂抹汽车抛光蜡，能满足密封垫与口盖的分离，然后装上口盖4，并采用与防热罩1相匹配的专用成型夹具来压紧口盖4，并不断调整口盖4位置，固化一段时间后分离口盖4，密封垫成型在防热罩1的窗口2上，然后对飞边进行修剪，最后重新装配口盖4及防热罩1，并进行气密性试验，满足要求后即完成密封垫的成型；

步骤6)中，专用成型夹具由压板6、压块7、螺柱8、夹具本体9、底座10组成，如图3显示有夹具本体9右侧部分压紧其中一个口盖4的剖视结构示意图，图4所示为所述夹具本体9由上圆环9a和下圆环9b通过设有螺孔9c的连接板9d组合形成空心圆台形状，所述连接板9d有三块，每块连接板9d的两端分别垂直连接所述上圆环9a和下圆环9b，所述连接板9d及螺孔9c的位置与所述三个窗口2相对应，所述上圆环9a和下圆环9b的直径与所述防热罩1的靠近大头端的圆锥部分直径相匹配，使得防热罩1可装配进入所述夹具本体9内部，所述螺柱8穿过所述螺孔9c与压块7相连接；

专用成型夹具压紧口盖4的具体步骤为：首先将夹具本体9放置在底座10上，然后将防热罩1小头端朝下装配入夹具本体9内部空间，采用压板6将防热罩与夹具本体9压紧固定在底座10上；在窗口2上涂抹配制好的密封剂，在口盖4上涂抹脱模剂，然后装上口盖4，并不断调整螺柱8将压块7顶紧，压块7压紧口盖4，保证口盖4能将密封剂压实。

另外步骤6中，考虑到密封剂在受压后会溢出，其涂抹量应足够，同时边涂抹边敲击口盖4的四周，最后再顶紧口盖4，检测口盖4外锥与防热罩1外锥的顺逆流台阶差，不满足要求进行调整，直至满足要求为止；

步骤6中，密封垫制备完成后，需进行密封性试验考核和检测，采用专用工装对防热罩大端密封，然后充气观察口盖4与防热罩1之间的密封垫密封情况，满足2min中之内压降不大于10Pa为合格。

另外，为提高效率的同时保证成型质量降低操作者的劳动强度，可设计专用成型工装，工装能同时压紧三个口盖，并能调整口盖的位置，观察密封垫的成型情况，保证防热罩三处窗口的密封垫一次成型。

Claims (7)

1.一种锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：采用整体模压的方法成型防热罩(1)；

步骤2)：采用找正工装确定三处非对称的窗口(2)的位置，然后采用数控编程加工，在上述防热罩(1)外锥规定部位按照要求，加工三处非对称的窗口(2)；

步骤3)：采用近净尺寸模压成型的方法加工口盖(4)，所述口盖(4)由金属连接叉(5a)和玻璃钢口盖本体(5b)组合而成，口盖(4)的模具型腔采用镜面电火花加工及高速铣削加工，保证复杂型面口盖(4)的精密成型，所述口盖(4)配合面留适当的余量供后续修配；

步骤4)：修配口盖(4)与窗口(2)的配合面，所述金属连接叉(5a)装配入防热罩(1)内部喷管上对应的安装孔，以进行口盖(4)的试装，并采用砂纸对称修配口盖(4)各型面，边修配边检测口盖(4)各型面与窗口(2)型面的间隙，保证配合面间隙均匀；

步骤5)：配制密封垫成型所需的密封剂，密封剂由硅橡胶基膏和硫化剂调配而成，按每100g硅橡胶基膏加入2-6mL硫化剂来进行调配；

步骤6)：在防热罩(1)的窗口(2)上涂抹配制好的密封剂，在口盖(4)上涂抹脱模剂，然后装上口盖(4)，并采用与防热罩(1)相匹配的专用成型夹具来压紧口盖(4)，并不断调整口盖(4)位置，固化一段时间后分离口盖(4)，密封垫成型在防热罩(1)的窗口(2)上，然后对飞边进行修剪，最后重新装配口盖(4)及防热罩(1)，并进行气密性试验，满足要求后即完成密封垫的成型。

2.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，其特征在于：所述防热罩(1)由玻璃钢本体与金属嵌入件连接环(3)整体模压成型，具体为：所述防热罩(1)由四柱导向高精度模具一次成型，保证防热罩(1)大头端的金属嵌入件连接环(3)与罩体之间的相对位置及同轴度，同时保证防热罩(1)的内外锥净尺寸成型。

3.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，其特征在于：

所述步骤6)中，专用成型夹具由压板(6)、压块(7)、螺柱(8)、夹具本体(9)、底座(10)组成，所述夹具本体(9)由上圆环(9a)和下圆环(9b)通过设有螺孔(9c)的连接板(9d)组合形成空心圆台形状，所述连接板(9d)有三块，每块连接板(9d)的两端分别垂直连接所述上圆环(9a)和下圆环(9b)，所述连接板(9d)及螺孔(9c)的位置与所述三个窗口(2)相对应，所述上圆环(9a)和下圆环(9b)的直径与所述防热罩(1)的靠近大头端的圆锥部分直径相匹配，使得防热罩(1)可装配进入所述夹具本体(9)内部，所述螺柱(8)穿过所述螺孔(9c)与压块(7)相连接；

所述专用成型夹具压紧口盖(4)的具体步骤为：首先将夹具本体(9)放置在底座(10)上，然后将防热罩(1)小头端朝下装配入夹具本体(9)内部空间，采用压板(6)将防热罩与夹具本体(9)压紧固定在底座(10)上；在窗口(2)上涂抹配制好的密封剂，在口盖(4)上涂抹脱模剂，然后装上口盖(4)，并不断调整螺柱(8)将压块(7)顶紧，压块(7)压紧口盖(4)，保证口盖(4)能将密封剂压实。

4.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩窗口与口盖之间的密封垫成型方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述数控编程加工包括粗加工和精加工两个阶段，具体为：首先采用大进给量的加工方法粗加工出窗口(2)的外形，然后采用小进给量的加工方法精铣窗口(2)的型面，从而保证窗口(2)型面的加工精度和表面质量。

5.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩与口盖之间密封垫的成型方法，其特征在于：所述口盖(4)由玻璃钢口盖本体(5b)与金属连接叉(5a)近净尺寸模压成型。

6.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩与口盖之间密封垫的成型方法，其特征在于：所述步骤6)中口盖(4)上涂抹的脱模剂为润滑脂或塑料薄膜或汽车抛光蜡。

7.根据权利要求1所述的锥筒形防热罩与口盖之间密封垫的成型方法，其特征在于：步骤1)中，所述防热罩(1)采用高硅氧玻璃纤维纱和氨酚醛树脂制备预混料，在模具型腔中加热、交联、固化后冷却成型。