CN106182790A - 细长型燕尾状空气舵前缘成型方法和成型模压模具及专用检具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，包括：确定前缘制件模压时的毛坯结构；确定前缘毛坯成型方向；模压成型前缘毛坯；对前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端进行铣加工形成斜面，并对装配面进行铣加工；对前缘毛坯进行修配和检测。采用对迎风面净尺寸成型、对装配面近净尺寸成型的方案，提高了前缘制件迎风面的抗烧蚀能力，同时保证装配面留极少余量供后续修配满足装配要求。还公开了一种采用组合分瓣式结构的成型模压模具，保证了前缘制件成型精度高、减小了前缘制件飞边，同时能保证前缘制件顺利脱模。最后还公开了一种边检测边修配的专用检具，提高了前缘毛坯的检测效率，保证了前缘装配的互换性。

Description

细长型燕尾状空气舵前缘成型方法和成型模压模具及专用 检具

技术领域

本发明涉及制导火箭弹空气舵前缘的加工成型和装配技术领域，具体涉及一种细长型燕尾状空气舵前缘成型方法和成型模压模具及专用检具。

背景技术

制导火箭弹具有打击精度高、射程远及成本低等特点，近年来越来越受到广泛的重视和长足的发展。为有效调整和控制弹体的飞行姿态和飞行轨迹，常常采用燃气舵和空气舵两种方式，燃气舵和空气舵的主要区别在于作用的介质不同：燃气舵位于导弹尾部发动机之后，通过改变发动机燃气流来产生改变导弹飞行姿态的侧向控制力；空气舵则位于弹体表面，通过改变空气流来产生改变导弹飞行姿态的侧向控制力。燃气舵一般适用于大角度快速转向飞行的空空导弹和防空导弹以及在大气层外飞行的弹道导弹，空气舵一般适用于短程战术导弹和火箭弹。

从空气舵的工作原理和工作环境分析，其在导弹快速飞行过程中通过舵机控制空气舵的偏摆来调整导弹姿态。空气舵具有空气动力学流线型外形，同时需承受与空气摩擦带来的高温冲击。因此，空气舵结构上一般分为前缘和本体，而前缘位于空气舵的迎风面，其制造质量和安装精度对空气舵发挥调整导弹姿态功能起着非常重要和关键性作用。

目前空气舵采用高硅氧玻璃纤维纱酚醛前缘+钛合金本体铆接的材料体系和结构，其中前缘为细长流线型变截面带燕尾状结构，如何保证其精确加工成型和精密装配要求，是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足，提供了一种既能提高前缘制件迎风面的抗烧蚀能力、同时也能保证装配面留极少余量供后续修配满足装配要求的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法；

还提供了一种保证前缘制件成型精度高、表观质量好且脱模方便的成型模压模具，以及提供一种能提高前缘制件检测效率、保证前缘装配互换性的专用检具。

为实现上述目的，本发明所设计的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，所述空气舵前缘的迎风面为横截面前端圆弧半径沿长度方向连续递增的空气动力学迎风面，所述空气舵前缘装配面为横截面厚度沿高度方向连续递增的燕尾状结构装配面，所述成型方法包括如下步骤：

1)确定前缘制件模压时的毛坯结构：对需要采用模压成型的前缘制件进行分析，确定动力学迎风面净尺寸成型，动力学迎风面沿长度方向前后两端均留有余量，燕尾状结构装配面单边留有供装配和修配的余量；

2)确定前缘毛坯成型方向：采用高度方向成型；

3)模压成型前缘毛坯：采用高硅氧玻璃纤维纱-酚醛树脂模压成型前缘毛坯；

4)对前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端进行铣加工形成斜面，并对装配面进行铣加工；

5)将经过步骤4)处理的前缘毛坯进行修配和检测，形成所需的前缘制件。

进一步地，所述步骤5)中，形成的前缘制件所有加工面涂刷厚度均匀的防潮胶，所述防潮胶采用的是环氧树脂和聚氨酯树脂调和的防潮胶。

进一步地，所述步骤1)中，动力学迎风面沿长度方向前后两端均留有4～5mm的余量，燕尾状结构装配面单边留有供装配和修配的0.2～0.3mm余量。

进一步地，所述步骤4)中：前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端铣加工前采用专用划线样板进行划线，专用划线样板以前缘毛坯后端的圆弧为基准定位划出前缘毛坯前后两端的斜面。

进一步地，所述步骤5)中：检测之前采用砂纸对装配面进行打磨修配，采用边修配边检测的方式，采用专用检具检测时保证前缘与检测各处装配间隙不大于0.2，前缘迎风面与专用检具无逆气流台阶，顺气流台阶不大于0.2。

一种如上述所述成型方法而设计的细长型燕尾状空气舵前缘的成型模压模具，包括下模板、上模板、中模组件及限位块，所述中模组件是由左右对称的中模板对合而成的中模组件，每个中模板包括设置在下模板上的下中模及设置在下中模上的镶块，以及压紧下中模和镶块的上中模，且所述镶块的上表面与所述上中模的上表面平齐，所述限位块衬在所述上中模与所述镶块合模位置处与所述上模板之间。

进一步地，所述成型模压模具沿长度方向两端各设有一套导柱导套定位结构，两套导柱导套定位结构均依次穿过上模板、上中模及下模板。

进一步地，所述两套导柱导套定位结构的直径不相等。

一种如上述所述成型方法而设计的细长型燕尾状空气舵前缘的专用检具，包括检具上板及检具下板，所述检具上板和所述检具下板通过紧固螺钉固定，且所述检具上板与所述检具下板之间留有插入前缘毛坯装配面的间隙。

进一步地，所述专用检具沿长度方向两端各设有一定位销。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用对迎风面净尺寸成型、对装配面近净尺寸成型的方案，提高了前缘制件迎风面的抗烧蚀能力，同时保证装配面留极少余量供后续修配满足装配要求，即保证了前缘制件工作面的精度和质量要求，同时减小了装配面加工余量；

2、采用组合分瓣式结构(即下模型腔由多瓣组成)的成型模压模具，保证了前缘制件成型精度高、减小了前缘制件飞边、提高了前缘制件的表观光滑度，同时能保证前缘制件顺利脱模；

3、设计了采用边检测边修配的专用检具，提高了前缘毛坯的检测效率，保证了前缘装配的互换性。

附图说明

图1为本发明实施例前缘制件结构示意图；

图2为图1的截面示意图；

图3为本发明实施例前缘毛坯结构示意图；

图4为本发明成型模压模具的结构示意图；

图5为图4的俯视示意图；

图6为本发明实施例专用划线样板结构示意图；

图7为本发明专用检具结构示意图；

图8为图7的俯视示意图。

其中：前缘制件1、迎风面2、装配面3、前端4、前缘毛坯5、上中模6、下中模7、下模板8、上模板9、限位块10、镶块11、导柱导套定位结构12、间隙13、上板14、检具下板15、紧固螺钉16、定位销17。

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说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

针对长度为297mm、高度为30mm、迎风面2为横截面前端4圆弧半径沿长度方向由R2.1连续递增至R5的空气动力学迎风面、装配面3为横截面厚度沿高度方向连续递增的燕尾状结构装配面的某火箭弹细长型燕尾状空气舵前缘，如图1、图2所示，其模压成型、机械加工以及装配检测方法如下：

1)确定前缘制件1模压时的毛坯结构：对需要采用模压成型的前缘制件进行分析，确定动力学迎风面净尺寸成型，动力学迎风面沿长度方向前后两端均留有4～5mm的余量L，如图3所示，燕尾状结构装配面单边留有供装配和修配的0.2～0.3mm余量；

其中：迎风面采用净尺寸成型，不留余量直接净尺寸成型可以保证表观致密度从而增加抗高温烧蚀能力，同时也避免了后续复杂型面的机械加工；4～5mm的余量能有效消除直接模压成型时斜面尖角成性不良、脱模时崩料的缺陷；0.2～0.3mm余量便于检测和装配时的修配；

2)确定前缘毛坯成型方向：本实施例中采用高度方向成型，便于模压时加料腔足够大，保证加料方便，同时可以保证前缘毛坯模压成型时各方向受力均匀，提高内部成型质量，避免出现疏松等缺陷。

3)模压成型前缘毛坯5：将由高硅氧玻璃纤维纱和酚醛树脂制作成的丝状预混料填入成型模压模具中，将成型模压模具装在带加热装置的压力机上进行前缘毛坯的模压，按照高硅氧玻璃纤维纱-酚醛树脂模压工艺进行加热、固化、保温及冷却，形成模压毛坯，出模后去除各分型面的飞边；

4)对前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端进行铣加工形成45°斜面，并对装配面进行铣加工；

其中：前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端铣加工前采用专用划线样板(如图6所示)进行划线，专用划线样板以前缘毛坯后端的圆弧R15为基准定位，划出前缘毛坯前后两端的45°斜面，保证划线基准与产品安装基准的一致性，从而保证加工的一致性和精度；然后将其装配在铣加工夹具上进行铣加工45°斜面和装配面，本实施例中采用的铣加工夹具的结构和尺寸与成型模压模具的型腔结构和尺寸完全一致。本实施例中专用划线样板采用T8碳素钢制造，并采用线切割一次加工成型，精度可达0.02mm。

5)将经过步骤4)处理的前缘毛坯进行修配和检测，形成所需的前缘制件，采用边修配边检测的方式，且前缘毛坯从长度方向插入专用检具中；

其中：检测之前采用砂纸对装配面进行打磨修配，边插入边对局部干涉部位采用砂纸进行修配，修配到装配面能完全插入专用检具后，保证前缘毛坯与检测各处装配间隙不大于0.2，前缘毛坯迎风面与专用检具无逆气流台阶，顺气流台阶不大于0.2，且前缘毛坯装配后不能从高度方向取出，只能从长度方向退出，确保燕尾状结构装配面装配的可靠性，即将前缘毛坯向上提起时，专用检具能一同提起作为判定燕尾状结构装配面满足装配的依据。

6)将步骤5)形成的前缘制件所有加工面涂刷厚度均匀的防潮胶，防潮胶采用的是环氧树脂和聚酰胺树脂按重量比1:1调和的防潮胶，起到防潮和吸湿的作用，并将该前缘制件装入带有防潮剂的塑料袋存放于恒温恒湿的空调间，防止其变形影响与空气舵的装配。

本实施例中的空气舵前缘细长流线型变截面带燕尾状结构，由于前缘高度方向为中间厚而上下两端薄结构，传统的上/下模结构会导致前缘毛坯无法出模，因此本发明成型方法而设计的细长型燕尾状空气舵前缘的成型模压模具采用组合分瓣式结构，即下模型腔由多瓣组成。

如图4、图5所示，包括下模板8、上模板9、中模组件及限位块10，本实施例的中模组件是由左右对称的中模板对合而成的中模组件，每个中模板包括设置在下模板8上的下中模7及设置在下中模7上的镶块11，以及压紧下中模7和镶块11的上中模6，下模板、上模板及中模组件将型腔分为三层，以装配面语迎风面的界面为一层保证前缘毛坯能脱模，而迎风面再分为两层保证迎风面的前端圆弧能整体成型，从而保证分界线和飞边不在前端圆弧面上，提高前缘毛坯前端的抗烧蚀能力。

另外，镶块11的上表面与上中模6的上表面平齐，限位块10衬在上中模6与镶块11合模位置处与上模板9之间，高度方向设置了厚度等厚的限位块10，限位块采用沉头螺钉与成型模压模具本体连接，模具合模时限位块能保证前缘毛坯高度尺寸控制在±0.05精度要求。

同时，成型模压模具沿长度方向两端各设有一套导柱导套定位结构12，两套导柱导套定位结构12均依次穿过上模板9、上中模6及下模板8，将上模板、上中模及下模板定位固定；本实施例中两套导柱导套定位结构12的直径不相等，保证上模板、中模组件及下模板形成的型腔不发生啃模，同时，直径大小不同的导柱导套定位结构能防止成型模压模具装反，提高成型模压模具的使用安全性。

本实施例中成型模压模具采用P20镜面模具钢，其型腔抛光性好，能保证前缘毛坯不粘模、外表光滑；同时P20镜面模具钢热性好，在模具反复加热冷却过程中强度稳定、可靠、且变形小，能保证前缘毛坯的成型精度。

前缘毛坯5脱模时，为保证前缘毛坯燕尾状结构装配面能顺利脱模，将成型模压模具的上模板9和镶块11分块结构先取出，然后打开中模组件的左右两瓣，将前缘毛坯5从下模板中取出。

模压成型前缘毛坯并经过铣加工后，需要验证其是否满足与空气舵的装配接口，为此设计了前缘的专用检具，专用检具结构完全模拟前缘与空气舵的装配接口设计。采用边检测边修配的方式，主要修配燕尾状装配面。如图7、图8所示，专用检具包括检具上板14及检具下板15，检具上板14和检具下板15通过紧固螺钉16固定，且检具上板14与检具下板15之间留有插入前缘毛坯装配面的间隙13；另外，专用检具沿长度方向两端各设有一定位销17。采用边插入边对局部干涉部位采用砂纸进行修配，修配到装配面能完全插入专用检具，避免了逐渐件对前缘迎风面复杂型面进行三坐标检测，避免了对燕尾状结构装配面的角度进行逐渐检测。

Claims (10)

1.一种细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，所述空气舵前缘的迎风面为横截面前端圆弧半径沿长度方向连续递增的空气动力学迎风面，所述空气舵前缘装配面为横截面厚度沿高度方向连续递增的燕尾状结构装配面，其特征在于：所述成型方法包括如下步骤：

1)确定前缘制件模压时的毛坯结构：对需要采用模压成型的前缘制件进行分析，确定动力学迎风面净尺寸成型，动力学迎风面沿长度方向前后两端均留有余量，燕尾状结构装配面单边留有供装配和修配的余量；

2)确定前缘毛坯成型方向：采用高度方向成型；

3)模压成型前缘毛坯：采用高硅氧玻璃纤维纱-酚醛树脂模压成型前缘毛坯；

4)对前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端进行铣加工形成斜面，并对装配面进行铣加工；

5)将经过步骤4)处理的前缘毛坯进行修配和检测，形成所需的前缘制件。

2.根据权利要求1所述的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，其特征在于：所述步骤5)中，形成的前缘制件所有加工面涂刷厚度均匀的防潮胶，所述防潮胶采用的是环氧树脂和聚氨酯树脂调和的防潮胶。

3.根据权利要求1所述的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，其特征在于：所述步骤1)中，动力学迎风面沿长度方向前后两端均留有4～5mm的余量，燕尾状结构装配面单边留有供装配和修配的0.2～0.3mm余量。

4.根据权利要求1所述的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，其特征在于：所述步骤4)中：前缘毛坯的空气动力学迎风面的前后两端铣加工前采用专用划线样板进行划线，专用划线样板以前缘毛坯后端的圆弧为基准定位划出前缘毛坯前后两端的斜面。

5.根据权利要求1所述的细长型燕尾状空气舵前缘成型方法，其特征在于：所述步骤5)中：检测之前采用砂纸对装配面进行打磨修配，采用边修配边检测的方式，采用专用检具检测时保证前缘与检测各处装配间隙不大于0.2，前缘迎风面与专用检具无逆气流台阶，顺气流台阶不大于0.2。

6.一种为实现权利要求1所述成型方法而设计的细长型燕尾状空气舵前缘的成型模压模具，其特征在于：包括下模板(8)、上模板(9)、中模组件及限位块(10)，所述中模组件是由左右对称的中模板对合而成的中模组件，每个中模板包括设置在下模板(8)上的下中模(7)及设置在下中模(7)上的镶块(11)，以及压紧下中模(7)和镶块(11)的上中模(6)，且所述镶块(11)的上表面与所述上中模(6)的上表面平齐，所述限位块(10)衬在所述上中模(6)与所述镶块(11)合模位置处与所述上模板(9)之间。

7.根据权利要求6所述的细长型燕尾状空气舵前缘的成型模压模具，其特征在于：所述成型模压模具沿长度方向两端各设有一套导柱导套定位结构(12)，两套导柱导套定位结构(12)均依次穿过上模板(9)、上中模(6)及下模板(8)。

8.根据权利要求7所述的细长型燕尾状空气舵前缘的成型模压模具，其特征在于：所述两套导柱导套定位结构(12)的直径不相等。

9.一种为实现权利要求1所述成型方法而设计的细长型燕尾状空气舵前缘的专用检具，其特征在于：包括检具上板(14)及检具下板(15)，所述检具上板(14)和所述检具下板(15)通过紧固螺钉(16)固定，且所述检具上板(14)与所述检具下板(15)之间留有插入前缘毛坯装配面的间隙(13)。

10.根据权利要求9所述的细长型燕尾状空气舵前缘的专用检具，其特征在于：所述专用检具沿长度方向两端各设有一定位销(16)。