CN109955503B - 一种返回式飞船头罩防热层成型工装 - Google Patents

一种返回式飞船头罩防热层成型工装 Download PDF

Info

Publication number
CN109955503B
CN109955503B CN201910272579.XA CN201910272579A CN109955503B CN 109955503 B CN109955503 B CN 109955503B CN 201910272579 A CN201910272579 A CN 201910272579A CN 109955503 B CN109955503 B CN 109955503B
Authority
CN
China
Prior art keywords
die
airship
tray
heat
hood
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910272579.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109955503A (zh
Inventor
孙天峰
黎昱
张明
张玉生
张璇
郑建虎
张鹏飞
关鑫
宫顼
梁龙
杨海涛
尉世厚
梁凯
王冬
陶积柏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Satellite Manufacturing Factory Co Ltd
Original Assignee
Beijing Satellite Manufacturing Factory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Satellite Manufacturing Factory Co Ltd filed Critical Beijing Satellite Manufacturing Factory Co Ltd
Priority to CN201910272579.XA priority Critical patent/CN109955503B/zh
Publication of CN109955503A publication Critical patent/CN109955503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109955503B publication Critical patent/CN109955503B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • B29C70/443Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/54Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/30Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3097Cosmonautical vehicles; Rockets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于,包括下模、中模、上模、观察窗、真空表、占位衬、真空管路、注胶管路、托盘、起吊环、压紧板、压紧框;沿高度方向,工装分为三层,上模、中模、下模;中模、下模用于盛放飞船头罩防热层;中模、下模间的安装面处于其内托盘高度方向的中间位置;上模作为上盖,组装后,与中模、下模共同形成封闭腔体;占位衬与上模螺接、螺钉位置安装密封胶垫。

Description

一种返回式飞船头罩防热层成型工装
技术领域
本发明涉及一种成型工装,属于纤维增强低密度热防护材料成型领域。
背景技术
由于在再入飞行过程需经历高热流冲刷,返回式飞船外表面须有可靠、耐冲刷的热防护系统,以便保护航天器内部的设备、人员。随着深空探测工程的不断开展,航天器第二宇宙飞行速度返回再入热流环境对热防护系统表面烧蚀层结构强度、结构稳定性、大尺寸整体成型、结构轻量化、成型质量控制提出了更高要求,传统返回式航天器热防护材料不能满足其需要。
大尺寸曲面长纤维针刺结构热防热层是针对第二宇宙飞行速度返回再入热流环境下大型返回式飞船开发的热防材料,具有高结构强度、大尺寸整体成型、密度小、抗烧蚀能力强等优点,克服了传统返回式飞船热防护材料结构强度弱、不能整体成型、密度大、抗烧蚀能力低等不足。返回式飞船头罩防热层为半球状结构,其直径超过2600mm,高度超过1m,壁厚超过50mm,是大型返回式飞船头罩的热防护结构。该防热层在成型过程中需进行真空浸渍、固化、烘干等工序。
返回式飞船头罩防热层成型工装是用于辅助曲面长纤维针刺结构防热层成型的工装,具备真空浸渍、烘干、固化功能,能够实现曲面防热层的整体成型。现有的成型工装主要存在以下问题:
(1)常规成型工装成型防热层尺寸一般均小于1m,防热层使用时多块拼接,达到热防护区域的整体覆盖,该方式不能适用于返回式飞船第二宇宙飞行速度返回再入热流环境对头罩防热层整体成型的要求。
(2)返回式飞船头罩防热层因材料强度低、受力易变形,常规的成型工装在对防热层转移、翻转,无法保证防热层各处受力均匀,材料局部因受力过大,产生变形。
(3)常规成型工装无防止防热层在树脂浸渍时漂浮的装置,纤维增强低密度热防护材料密度低,树脂浸渍时,材料受液体树脂浮力的作用,出现漂浮,进而引起材料变形。
(4)常规成型工装无法实时监控防热层在树脂内的浸渍情况,不便于对树脂浸渍结果进行判断。
(5)常规成型工装均采用树脂从工装顶部注入的树脂浸渍方式,易将空气阻滞在防热层内,形成缺陷。
(6)常规成型工装无脱模保证措施,返回式飞船头罩防热层尺高度超过1m,树脂固化后,直接将防热层从工装内拉出,会损伤防热层,甚至破坏。
(7)常规成型工装为规则内腔,呈曲面结构的返回式飞船头罩防热层置于其中后,防热层与工装间空余大量间隙,树脂浸渍时,该间隙将被树脂填满,浪费大量树脂,提高了制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服返回式飞船防热头罩层无法直接实施真空浸渍、烘干、固化工艺的难题,提供一种返回式飞船头罩防热层成型工装。
本发明所采用的技术方案是:一种返回式飞船头罩防热层成型工装,包括下模、中模、上模、观察窗、真空表、占位衬、真空管路、注胶管路、托盘、起吊环、压紧板、压紧框;
中模呈环形,上安装面设置密封胶条;中模与下模对接,中模和下模的安装面之间设置密封胶条;下模底部连接注胶管路,下模内安装温度传感器;起吊环呈环形,与若干压紧板共同夹紧飞船头罩防热层边缘;托盘内放置飞船头罩防热层和起吊环、压紧板的组合体;压紧框边缘与起吊环连接,将防热层压实在托盘上;托盘安装在下模和中模内;占位衬与上模相连,位于上模底部;上模安装在中模上,与中模的安装面之间设置密封胶条;上模上安装观察窗、真空表、真空管路和温度传感器。
压紧板沿周向均布于飞船头罩防热层上表面的边缘,通过螺栓透过飞船头罩防热层将压紧板和起吊环连接。
托盘为球形,内表面型面与飞船头罩防热层的凸面的外轮廓一致,飞船头罩防热层置于托盘后与托盘贴合;托盘底部的球面上均匀开透胶孔。
下模为凹模结构,内表面为球面;下模底部中心处设置储胶槽,储胶槽为一端封闭的圆筒,另一端与下模底部中心的开孔连接且平滑过渡,储胶槽的侧壁面上开有注胶孔,注胶孔周围焊接法兰,用于安装注胶管路,温度传感器安装于储胶槽侧壁上。
注胶管路带阀门,控制与注胶系统连接的通断。
中模呈环形,与下模的分离面位于飞船头罩防热层的中部。
上模为平板结构,上模外表面设置网状的加强筋;上模上表面的边缘沿周向安装处观察窗,观察窗对角布置;上模上设置处真空接口,与真空管路相连,真空管路带阀门,控制与真空系统连接的通断。
压紧框为网格状的框架结构,框架的下轮廓面与飞船头罩防热层凹面的轮廓一致。
下模底部沿周向分布支撑框,支撑框底部安装导向轮。
所述的返回式飞船头罩防热层成型工装的使用方法,包括步骤如下:
步骤1、将导向轮安装到下模底部,将下模放置在烘箱的外导轨上,在下模与中模的安装面上安装密封胶条;将中模与下模连接,以螺栓固定;在上模底部安装占位衬;在中模的上安装面上安装密封胶条后,将上模用螺栓与中模固定;
步骤2、关闭注胶管路开关,将真空管路连接真空泵,将腔体内真空度降至-0.08MPa,关闭真空管路开关,将工装转移至烘箱内加热,高温200℃保压12h,保证腔体内真空度数值不高于-0.06MPa,合格后拆除上模,将工装移出烘箱;
步骤3、将起吊环安装至飞船头罩防热层上,起吊环与飞船头罩防热层翻边对齐,用螺钉连接压紧板与起吊环,使得飞船头罩防热层基体材料固定在起吊环上,通过起吊环上的起吊接口,起吊起吊环和飞船头罩防热层至托盘内,以螺钉将起吊环与托盘固定;将压紧框与起吊环连接,将飞船头罩防热层压实在托盘上;
步骤4、通过托盘上的起吊接口将托盘起吊至组装的中模、下模内,以螺钉固定托盘,安装带有占位衬的上模;
步骤5、关闭注胶管路开关,将注胶管路与配胶设备连接,真空管路与真空泵连接,启动真空泵抽真空,将腔体内真空度降至-0.08MPa后,打开注胶管路开关,将树脂抽入工装内,过程中保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,通过观察窗,观察树脂对飞船头罩防热层基体材料的浸没情况,直至树脂完全浸没飞船头罩防热层基体材料,并且树脂液面高于飞船头罩防热层基体材料30mm后,关闭注胶管路开关及真空管路开关,并断开与真空泵和配胶设备的连接;
步骤6、将工装移至烘箱内,将温度传感器与测温系统连接,开启烘箱,将工装内树脂温度加热至180℃,并保温,树脂固化后降至常温;
步骤7、将工装移出烘箱,打开真空管路开关,使得工装内真空压力降至常压,拆除上模与中模的连接螺栓,拆除上模与占位衬的连接螺栓,起吊并移走上模,起吊并移走占位衬,清理托盘四周至中模壁板区域内的固体树脂,拆除托盘与中模的固定螺钉,拆除中模与下模之间的连接螺栓,起吊并移动中模,当中模与托盘错动后,起吊托盘;
步骤8、清理上模、中模、下模上粘连的树脂废料,重新依次组装下模、中模,将托盘、起吊环、飞船头罩防热层组合放入工装内,上模安装占位衬后,将上模安装于中模上;
步骤9、将工装再次移至烘箱内,将温度传感器与测温系统、真空管路与废气废液回收装置连接,关闭注胶管路开关,开启烘箱及废气废液回收装置,保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,将工装内空气温度加热至80℃,并保温,直至工装内无挥发气体排出,关闭烘箱及废气废液回收装置,断开工装与测温系统、废气废液回收装置的连接;
步骤10、将工装移出烘箱,拆除上模与中模的连接螺栓,起吊并移走上模和占位衬,拆除托盘与中模的连接螺栓,起吊托盘,将飞船头罩防热层与托盘分离。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明成型工装能直接成型返回式飞船头罩全尺寸防热层,该放热层为整体结构,避免了因返回式飞船表面防热层分块拼接造成的材料整体热防护性能下降。
(2)本发明工装解决了返回式飞船头罩防热层因材料强度低、受力易变形造成的转移、翻转等难题,通过将防热层与起吊环固定,使得材料边缘均匀受力,转移、翻转时直接操作起吊环,避免了材料局部受力过大,产生变形,同时起吊环为金属结构强度高,可对该材料起到支撑作用,维持材料固有形状。
(3)本发明工装设计了防止防热层在树脂浸渍时漂浮的装置,纤维增强低密度热防护材料密度低,树脂浸渍时,材料受液体树脂浮力的作用,出现漂浮,进而引起材料变形,压紧框位于材料上表面,与起吊环、托盘相连,曲面形状与材料相同,将材料压实在托盘表面,防止材料受浮力漂浮变形。
(4)本发明工装设计了注胶时观察树脂液面位置的装置,利用观察窗(2)口实时观察注入的树脂液面与材料的相对位置,确保树脂完全浸没材料。
(5)本发明工装提高了树脂浸渍质量,注胶口位于工装底部,注射树脂时,树脂从工装底部进入,液面逐渐升高,自下而上逐渐浸没防热层,将材料孔隙内的空气逐步赶出,减少材料因空气未充分排除产生的缺陷。
(6)本发明工装解决了返回式飞船头罩防热层脱膜难得难题,固化后,树脂由液体变为固态,托盘连同防热层固化后树脂固定在工装内,无法直接脱膜,工装设计为上模、中模、下模三段式结构,树脂固化后,首先将上模分离,然后将占位衬脱离,拆除中模与下模的连接,起吊并移动中模,打破托盘与下模的粘连,起吊托盘,将托盘从中模和下模中脱出,采用分段式脱膜方式,降低了脱膜难度,避免了防热层损伤。
(7)本发明工装通过占位衬的设计,减少了防热层与工装壁之间的间隙,降低了树脂使用量,从而降低制造成本。
附图说明
图1为本发明成型工装的结构示意图。
图2为本发明成型工装的正视图。
图3为本发明成型工装的俯视图。
图4为本发明成型工装的仰视图。
图5为本发明成型工装的剖视图。
图6为本发明成型工装去除上模和占位衬的俯视图。
具体实施方式
如图1~图6所示,一种返回式飞船头罩防热层成型工装,包括下模11、中模10、上模1、观察窗2、真空表3、占位衬4、真空管路5、注胶管路13、托盘9、起吊环7、压紧板14、压紧框6和导向轮12。
沿高度方向,工装分为三层,上模1、中模10、下模11;中模10、下模11用于盛放飞船头罩防热层8;中模10、下模11间的安装面处于其内托盘9高度方向的中间位置;上模1作为上盖,组装后,与中模10、下模11共同形成封闭腔体;占位衬4与上模1螺接、螺钉位置安装密封胶垫。
下模11位于工装底部,呈凹模结构,内壁距离飞船头罩防热层8的距离为20mm;下模11内腔最低处设置储胶槽,储胶槽为一端封闭的圆筒,另一端与下模11底部中心的开孔连接且平滑过渡,储胶槽的侧壁面上开注胶孔,以便胶液从最底部逐渐浸没飞船头罩防热层8;注胶孔通过焊接注胶法兰与注胶管路13通连接,连接方式为螺接;注胶管路13可拆卸,便于注胶管路13清洗;注胶管路13带阀门,可通断与注胶系统的连接;下模11设置储胶槽,树脂进入工装后,首先在储胶槽内汇聚,然后液面逐渐上升,避免胶液直接冲刷飞船头罩防热层8;储胶槽侧壁安装一处温度传感器;下模11安装四处导向轮12,并放置于导轨上,使得工装可经导轨移动至烘箱内或烘箱外。
中模10呈环状,内壁距离飞船头罩防热层8的距离为20mm;中模10安装于下模11上,中模10、下模11间以螺栓连接,安装面安装密封胶条。
上模1为平板结构,下方安装占位衬4,占位衬4表面距离飞船头罩防热层8表面的距离为20mm;上模1外表面设置加强筋,以增加上模1的结构强度;上模1安装4处观察窗2,通过观察窗2可实时观察常温真空浸渍时装置内情况;观察窗2对角布置,确保最大观察范围;上模1安装4处真空接口,带阀门,可通断与真空系统的连接;上模1上安装一处温度传感器。
上模1与占位衬4相连,占位衬4位于上模1底部;密封腔体由上模1、中模10、下模11组成,占位衬4仅用于占据密封腔体内空腔,减少胶液使用量;占位衬4与上模1螺接,螺钉位置安装密封胶垫,防止漏气。
起吊环7呈环形,尺寸与飞船头罩防热层8环形翻边一致;为减轻重量起吊环7上挖减轻槽;设置起吊接口、压紧板14安装接口、压紧框6安装接口;起吊环7安装于返回式飞船头罩防热层8上,压紧板14有24处,均布于飞船头罩防热层8边缘上表面,以螺栓透过飞船头罩防热层8将压紧板14和起吊环7连接,使起吊环7与压紧板14夹紧飞船头罩防热层8边缘,通过起吊环7的固定支撑,维持飞船头罩防热层8形状,以便移动和翻转。
托盘9内表面形状与飞船头罩防热层8外轮廓一致,为球面,飞船头罩防热层8置于其中后与托盘9贴合;托盘9为网状镂空结构,便于胶液流动;托盘9法兰上开与起吊环7连接螺纹孔。
本发明的工装的使用过程如下:
1、将下模11与导向轮12组装到位,放置于烘箱外导轨上,下模11与中模10安装面安装密封胶条;中模10与下模11连接,以螺栓固定;上模1底部安装占位衬4;中模10上安装面安装密封胶条后,安装上模1,以螺栓固定。
2、关闭注胶管路13开关,真空管路5连接真空泵,将腔体内真空度降至-0.08MPa,关闭真空管路5开关,将工装转移至烘箱内加热,高温200℃保压12h,真空度数值不高于-0.06MPa,合格后拆除上模1,将工装移出烘箱。
3、将起吊环7安装至返回式飞船头罩防热层8上,起吊环7与飞船头罩防热层8翻边对齐,两者的安装孔对正,以螺钉连接压紧板14与起吊环7,使得飞船头罩防热层8基体材料固定在起吊环7上,通过起吊环7上的起吊接口,起吊起吊环7和飞船头罩防热层8至托盘9内,以螺钉将起吊环7与锥形托盘9固定;将压紧框6与起吊环7连接,将飞船头罩防热层8压实在托盘9上。
4、通过托盘9上的起吊接口将托盘9起吊至组装的中模10、下模11内,以螺钉固定托盘9,安装带有占位衬4的上模1。
5、关闭注胶管路13开关,将注胶管路13与配胶设备连接,真空管路5与真空泵连接,启动真空泵抽真空,将腔体内真空度降至-0.08MPa后,打开注胶管路13开关,将树脂缓慢抽入工装内,过程中保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,通过观察窗2,观察树脂对飞船头罩防热层8基体材料的浸没情况,直至树脂完全浸没飞船头罩防热层8基体材料,并且树脂液面高于飞船头罩防热层8基体材料30mm后,关闭注胶管路13开关及真空管路5开关,并断开与真空泵和配胶设备的连接。
6、工装移至烘箱内,将温度传感器与测温系统连接,开启烘箱,将工装内树脂温度加热至180℃,并保温,树脂固化后降至常温。
7、工装移出烘箱,打开真空管路5开关,使得工装内真空压力降至常压,拆除上模1与中模10的连接螺栓,拆除上模1与占位衬4的连接螺栓,起吊并移走上模1,起吊并移走占位衬4,清理托盘9四周至中模10壁板区域内的固体树脂,拆除托盘9与中模10的固定螺钉,拆除中模10与下模11之间的连接螺栓,起吊并移动中模10,当中模10与托盘9错动后,起吊托盘9。
8、清理上模1、中模10、下模11上粘连的树脂废料,重新依次组装下模11、中模10,将托盘9、起吊环7、飞船头罩防热层8组合放入工装内,上模1安装占位衬4后,将上模1安装于中模10上。
9、工装再次移至烘箱内,将温度传感器与测温系统、真空管路5与废气废液回收装置连接,关闭注胶管路13开关,开启烘箱及废气废液回收装置,保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,将工装内空气温度加热至80℃,并保温,直至工装内无挥发气体排出,关闭烘箱及废气废液回收装置,断开工装与测温系统、废气废液回收装置的连接。
10、工装移出烘箱,拆除上模1与中模10的连接螺栓,起吊并移走上模1和占位衬4,拆除托盘9与中模10的连接螺栓,起吊托盘9,将飞船头罩防热层8与托盘9分离,完成制备过程。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于,包括下模(11)、中模(10)、上模(1)、观察窗(2)、真空表(3)、占位衬(4)、真空管路(5)、注胶管路(13)、托盘(9)、起吊环(7)、压紧板(14)、压紧框(6);
中模(10)呈环形,上安装面设置密封胶条;中模(10)与下模(11)对接,中模(10)和下模(11)的安装面之间设置密封胶条;下模(11)底部连接注胶管路(13),下模(11)内安装温度传感器;起吊环(7)呈环形,与若干压紧板(14)共同夹紧飞船头罩防热层(8)边缘;托盘(9)内放置飞船头罩防热层(8)和起吊环(7)、压紧板(14)的组合体;压紧框(6)边缘与起吊环(7)连接,将防热层(8)压实在托盘(9)上;托盘(9)安装在下模(11)和中模(10)内;占位衬(4)与上模(1)相连,位于上模(1)底部;上模(1)安装在中模(10)上,与中模(10)的安装面之间设置密封胶条;上模(1)上安装观察窗(2)、真空表(3)、真空管路(5)和温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:压紧板(14)沿周向均布于飞船头罩防热层(8)上表面的边缘,通过螺栓透过飞船头罩防热层(8)将压紧板(14)和起吊环(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:托盘(9)为球形,内表面型面与飞船头罩防热层(8)的凸面的外轮廓一致,飞船头罩防热层(8)置于托盘(9)后与托盘(9)贴合;托盘(9)底部的球面上均匀开透胶孔。
4.根据权利要求3所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:下模(11)为凹模结构,内表面为球面;下模(11)底部中心处设置储胶槽,储胶槽为一端封闭的圆筒,另一端与下模(11)底部中心的开孔连接且平滑过渡,储胶槽的侧壁面上开有注胶孔,注胶孔周围焊接法兰,用于安装注胶管路(13),温度传感器安装于储胶槽侧壁上。
5.根据权利要求4所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:注胶管路(13)带阀门,控制与注胶系统连接的通断。
6.根据权利要求5所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:中模(10)呈环形,与下模(11)的分离面位于飞船头罩防热层(8)的中部。
7.根据权利要求6所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:上模(1)为平板结构,上模(1)外表面设置网状的加强筋;上模(1)上表面的边缘沿周向安装4处观察窗(2),观察窗(2)对角布置;上模(1)上设置4处真空接口,与真空管路(5)相连,真空管路(5)带阀门,控制与真空系统连接的通断。
8.根据权利要求7所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:压紧框(6)为网格状的框架结构,框架的下轮廓面与飞船头罩防热层(8)凹面的轮廓一致。
9.根据权利要求4所述的一种返回式飞船头罩防热层成型工装,其特征在于:下模(11)底部沿周向分布支撑框,支撑框底部安装导向轮(12)。
10.根据权利要求1~9任一项所述的返回式飞船头罩防热层成型工装的使用方法,其特征在于,包括步骤如下:
步骤1、将导向轮(12)安装到下模(11)底部,将下模(11)放置在烘箱的外导轨上,在下模(11)与中模(10)的安装面上安装密封胶条;将中模(10)与下模(11)连接,以螺栓固定;在上模(1)底部安装占位衬(4);在中模(10)的上安装面上安装密封胶条后,将上模(1)用螺栓与中模(10)固定;
步骤2、关闭注胶管路(13)开关,将真空管路(5)连接真空泵,将腔体内真空度降至-0.08MPa,关闭真空管路(5)开关,将工装转移至烘箱内加热,高温200℃保压12h,保证腔体内真空度数值不高于-0.06MPa,合格后拆除上模(1),将工装移出烘箱;
步骤3、将起吊环(7)安装至飞船头罩防热层(8)上,起吊环(7)与飞船头罩防热层(8)翻边对齐,用螺钉连接压紧板(14)与起吊环(7),使得飞船头罩防热层(8)基体材料固定在起吊环(7)上,通过起吊环(7)上的起吊接口,起吊起吊环(7)和飞船头罩防热层(8)至托盘(9)内,以螺钉将起吊环(7)与托盘(9)固定;将压紧框(6)与起吊环(7)连接,将飞船头罩防热层(8)压实在托盘(9)上;
步骤4、通过托盘(9)上的起吊接口将托盘(9)起吊至组装的中模(10)、下模(11)内,以螺钉固定托盘(9),安装带有占位衬(4)的上模(1);
步骤5、关闭注胶管路(13)开关,将注胶管路(13)与配胶设备连接,真空管路(5)与真空泵连接,启动真空泵抽真空,将腔体内真空度降至-0.08MPa后,打开注胶管路(13)开关,将树脂抽入工装内,过程中保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,通过观察窗(2),观察树脂对飞船头罩防热层(8)基体材料的浸没情况,直至树脂完全浸没飞船头罩防热层(8)基体材料,并且树脂液面高于飞船头罩防热层(8)基体材料30mm后,关闭注胶管路(13)开关及真空管路(5)开关,并断开与真空泵和配胶设备的连接;
步骤6、将工装移至烘箱内,将温度传感器与测温系统连接,开启烘箱,将工装内树脂温度加热至180℃,并保温,树脂固化后降至常温;
步骤7、将工装移出烘箱,打开真空管路(5)开关,使得工装内真空压力降至常压,拆除上模(1)与中模(10)的连接螺栓,拆除上模(1)与占位衬(4)的连接螺栓,起吊并移走上模(1),起吊并移走占位衬(4),清理托盘(9)四周至中模(10)壁板区域内的固体树脂,拆除托盘(9)与中模(10)的固定螺钉,拆除中模(10)与下模(11)之间的连接螺栓,起吊并移动中模(10),当中模(10)与托盘(9)错动后,起吊托盘(9);
步骤8、清理上模(1)、中模(10)、下模(11)上粘连的树脂废料,重新依次组装下模(11)、中模(10),将托盘(9)、起吊环(7)、飞船头罩防热层(8)组合放入工装内,上模(1)安装占位衬(4)后,将上模(1)安装于中模(10)上;
步骤9、将工装再次移至烘箱内,将温度传感器与测温系统、真空管路(5)与废气废液回收装置连接,关闭注胶管路(13)开关,开启烘箱及废气废液回收装置,保持工装内真空度数值不高于-0.06MPa,将工装内空气温度加热至80℃,并保温,直至工装内无挥发气体排出,关闭烘箱及废气废液回收装置,断开工装与测温系统、废气废液回收装置的连接;
步骤10、将工装移出烘箱,拆除上模(1)与中模(10)的连接螺栓,起吊并移走上模(1)和占位衬(4),拆除托盘(9)与中模(10)的连接螺栓,起吊托盘(9),将飞船头罩防热层(8)与托盘(9)分离。
CN201910272579.XA 2019-04-04 2019-04-04 一种返回式飞船头罩防热层成型工装 Active CN109955503B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910272579.XA CN109955503B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种返回式飞船头罩防热层成型工装

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910272579.XA CN109955503B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种返回式飞船头罩防热层成型工装

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109955503A CN109955503A (zh) 2019-07-02
CN109955503B true CN109955503B (zh) 2020-11-20

Family

ID=67025814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910272579.XA Active CN109955503B (zh) 2019-04-04 2019-04-04 一种返回式飞船头罩防热层成型工装

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109955503B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113276327B (zh) * 2021-07-16 2021-09-28 常州市新创智能科技有限公司 一种端墙治具及脱模方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506208A (zh) * 1999-03-12 2004-06-23 Vec������˾ 模塑复合工件的方法
CN201371532Y (zh) * 2009-02-26 2009-12-30 亚新科噪声与振动技术(安徽)有限公司 活塞防尘罩模具
CN102922622A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纤维增强复合材料汽车后箱盖的生产方法
CN105690799A (zh) * 2016-03-23 2016-06-22 航天材料及工艺研究所 碳纤维增强树脂基复合材料轨道车辆车头罩的制备方法
CN108995250A (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种隔段式回转结构复合材料制件的rtm成型模具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506208A (zh) * 1999-03-12 2004-06-23 Vec������˾ 模塑复合工件的方法
CN201371532Y (zh) * 2009-02-26 2009-12-30 亚新科噪声与振动技术(安徽)有限公司 活塞防尘罩模具
CN102922622A (zh) * 2012-11-23 2013-02-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种纤维增强复合材料汽车后箱盖的生产方法
CN105690799A (zh) * 2016-03-23 2016-06-22 航天材料及工艺研究所 碳纤维增强树脂基复合材料轨道车辆车头罩的制备方法
CN108995250A (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种隔段式回转结构复合材料制件的rtm成型模具

Also Published As

Publication number Publication date
CN109955503A (zh) 2019-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108521016B (zh) 一种舰载雷达天线罩及其制造方法
RU2426646C2 (ru) Способ реализации панелей из композитного материала и панель, реализованная таким образом
CN108749030B (zh) 一种利用内涨法成型模具制备复合材料管的方法
CN113771388B (zh) 一种异形复合材料增强网格筋的成型方法及其异形蒙皮舱段
CN112571825B (zh) 一种复合材料接头及其制备方法
CN104175568B (zh) 制造混凝土泵车用碳纤维臂架的生产方法
CN109955503B (zh) 一种返回式飞船头罩防热层成型工装
CN107187080B (zh) 一种用于复合材料厚件真空灌注成型工艺方法
CN111678754B (zh) 一种静压与锤击联合制样方法及三轴试验装置
CN109955499B (zh) 一种返回式飞船大底防热层成型工装
CN110080198B (zh) 一种节能环保型建筑夯锤
CN109955506B (zh) 一种返回式飞船防热大底整体成型工艺方法
CN109955500B (zh) 一种返回式飞船侧壁防热层成型工装
CN107866987A (zh) 一种飞行器整流罩模具及使用方法
CN110026405B (zh) 一种基于返回式飞船防热产品成型的废气废液回收设备
CN111284038A (zh) 一种无人机用带筋复合材料件的液态成型方法
CN102794913B (zh) 一种复合材料中空成型的方法及其辅助工装
CN109703062B (zh) 采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法
CN108462343A (zh) 一种定子绕组灌胶装置及其灌胶方法
CN211888589U (zh) 一种用于飞机钣金零部件液压机的橡皮囊
CN113799414A (zh) 大型格栅筒及其真空辅助rtm成型方法
CN220700131U (zh) 一种风电叶片叶根预制件的制备装置
CN217819603U (zh) 一种混凝土抗渗试件脱模机
CN205362647U (zh) 钢包分体浇注芯模
CN211994297U (zh) 用于加工纤维增强复合材料夹芯板的真空辅助成型装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant