CN113650199A - 一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模，解决现有芯模自重太大、装配难度高，会导致成型后壳体型面精度差的不足之处。本发明采用复合材料作为大型分体式芯模整体结构的主要部分，通过热压机成型工艺与机加工结合的方式制造大型分体式芯模的各分瓣模，减轻了大型分体式芯模的重量，提高了大型固体火箭发动机壳体的制造效率和型面精度。

Description

一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机壳体制造领域，具体涉及一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模。

背景技术

缠绕芯模是火箭发动机壳体缠绕成型的模具，壳体芯模技术是支撑大型固体火箭发动机复合材料壳体制造的一项关键技术。面对未来新一代的航天运载器，其发动机壳体直径达到数米，现有的芯模技术无法达到要求。

现有的芯模结构形式主要有全石膏芯模和砂芯模、组装式石膏芯模和砂芯模、金属骨架组装式石膏芯模和砂芯模、以及全金属芯模。

然而，石膏芯模和砂芯模的强度较低、自重大，在中大型复合材料壳体制造过程中由于自重和交变载荷作用容易变形以及发生开裂破坏；金属骨架组装式石膏芯模和砂芯模的自重非常大、重量高达几十吨，增加了装配难度，甚至使得缠绕机超载而无法工作；全金属芯模同样由于自重太大，导致拆装困难，且难以保证装配精度；使用上述芯模作为中大型固体火箭发动机壳体的成型模具，均会导致成型后壳体型面精度差，难以满足中大型固体火箭发动机壳体的设计要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有芯模自重太大、装配难度高，会导致成型后壳体型面精度差的不足之处，提供了一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模，其特殊之处在于，包括同轴安装的大端封头、筒段、小端封头、连接支撑组件和芯轴系；

所述大端封头、筒段、小段封头均由树脂基复合材料制成，且分别沿环向分割为多个可通过大端极孔顺利进出的分瓣模，各组件的分辨模中均至少有一个横截面(横截面与芯模回转轴垂直)内圆弧长大于外圆弧长的分瓣模，以保证芯模的可拆卸性；

所述连接支撑组件由金属材料制成，包括第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件、第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件、第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件；

同样，为了便于安装和拆卸，所述第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件沿环向分割为与所述大端封头各个分瓣模内型面适配连接的分块；所述第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件沿环向分割为与所述筒段各个分瓣模内型面适配连接的分块；所述第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件沿环向分割为与所述小端封头的各个分瓣模内型面适配连接的分块；

所述楔形连接支撑件的厚度沿径向由内向外逐渐减小，两个端面均形成斜面，其沿环向分割为多个分块，其中至少有一个分块的横截面内圆弧长大于外圆弧长；拆卸该分块后其他分块才能拆卸，以保证所述楔形连接支撑件的可拆卸性；

所述芯轴系包括大端封头安装组件、小段封头安装组件以及芯轴；

所述大端封头安装组件与第一大端连接支撑件相互适配连接，将大端封头安装在所述芯轴的一端；所述小端封头安装组件与第一小端连接支撑件相互适配连接，将小端封头安装在芯轴的另一端；所述楔形连接支撑件分别与第二大端连接支撑件及第一筒段连接支撑件相互适配连接(即第二大端连接支撑件各分块、第一筒段连接支撑件各分块的斜面分别与楔形连接支撑件的上下斜面相互配合；楔形连接支撑件在径向的环形曲面分别与第二大端连接支撑件、第一筒段连接支撑件在径向环形曲面相互配合，且两者之间为间隙配合)，将大端封头与筒段的一端进行连接；所述第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件相互适配连接，将小端封头与筒段的另一端连接，形成外周面光滑完整的芯模。

进一步地，为了降低安装难度，所述第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件分别与所述大端封头之间胶接；所述第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件分别与所述筒段之间胶接；所述第一小端连接支撑件、第二小端连接支撑件分别与所述小端封头之间胶接；可在安装之前先完成胶接，确保安装时大端封头与筒段之间，筒段与小端封头之间可靠连接；

所述第二大端连接支撑件的端面、第一筒段连接支撑件的端面分别与所述楔形连接支撑件两侧的斜面相适配，且三个组件的各分块上对应设置有通孔，通过第一锁紧件进行连接，实现对所述大端封头和所述筒段的连接与定位；在此，第一锁紧件可选用铰制孔螺栓；

所述第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件的各分块上对应设有通孔，通过第二锁紧件进行连接，实现对所述小端封头和所述筒段之间的连接与定位；在此，第一锁紧件可选用铰制孔螺栓。

进一步地，为了提高了筒段与小端封头连接的稳定性，所述连接支撑组件还包括第三小端连接支撑件，第三小端连接支撑件通过第二筒段连接支撑件与第二小端连接支撑件依次连接；

所述第三小端连接支撑件沿环向分割为多个分块，且其中至少有一个分块与相邻两个分块之间留有间隙，以保证所述第三小端连接支撑件的可拆卸性。

进一步地，所述大端封头安装组件包括大端锁紧螺母、大端接头压盖、大端接头、大端钩盘以及大端定位环；

所述大端钩盘一端的端面上嵌有大端定位环，以保证所述大端钩盘的径向尺寸，另一端的端面与第一大端连接支撑件的端面相适配(即第一大端连接支撑件上设有与大端钩盘的端面环形槽相互配合的环形曲面，通过大端钩盘可将大端封头各分瓣模卡紧，保证芯模整体结构的同轴度和外型面精度)；为了便于拆卸，大端钩盘沿环向均分为多个分块且每个分块之间留有间隙；所述第一大端连接支撑件、大端钩盘、大端定位环与所述芯轴在芯模内通过第三锁紧件连接，在此，第三锁紧件可采用螺钉；所述大端锁紧螺母在芯模外侧通过大端接头压盖将大端接头锁紧，大端接头是将来与固体火箭发动机对接的零件；

所述小端封头安装组件包括小端接头压盖、小端接头、小端平键、小端限位套，以及两个小端锁紧螺母；

通过小端平键将所述小端限位套装在芯轴上，所述芯轴的轴肩对小端限位套实现定位；小端限位套上设有小端钩盘，小端钩盘在芯模内侧与第一小端连接支撑件的端面相适配(即第一小端连接支撑件上设有与小端钩盘的端面环形槽相互配合的环形曲面，通过小端钩盘将所述小端封头各分瓣模卡紧保证芯模整体结构的同轴度和外型面精度)；一个小端锁紧螺母在芯模外侧通过所述小端接头压盖将小端接头(小端接头也是将来与固体火箭发动机对接的零件)锁紧，另一个小端锁紧螺母在芯模外侧将小端限位套锁紧。

进一步地，所述楔形连接支撑件的各分块上设有沿芯模径向的螺纹孔，每个螺纹孔内安装有吊环螺钉；

所述第二大端连接支撑件、第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件和第二小端连接支撑件的各分块上均设有一个凸台，凸台上设有沿芯模径向的螺纹孔，每个螺纹孔内安装有吊环螺钉；

使用吊环螺钉，可方便操作人员拆卸芯模；

所述第二大端连接支撑件各分块和第二小端连接支撑件各分块的连接通孔上均设有限位凹槽，限位凹槽限制螺母沿通孔轴向旋转，在一侧用扳手拧铰制孔螺栓(锁紧件)即可将其拆卸。

进一步地，所述大端封头、筒段和小端封头均采用热压机热压成型(可保证其外型面精度)，成型后再经机加工形成各个分瓣模；

所述胶接是在两个组件之间预置胶模，组件之间的装配精度通过现有的胶接工装保证，将装配完成后的组件置于固化炉中固化完成胶接；胶接工装包括底部支撑组件、小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件；小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件共用所述底部支撑组件；所述底部支撑组件包括底板、底部支撑柱、底部定位圆盘以及N个限位隔板；所述底部支撑柱的两端分别与底板和底部定位圆盘的中心垂直连接；所述底部定位圆盘沿周向被N个限位隔板隔开，形成N个胶接工位，每个胶接工位的底部定位圆盘上均设置有与分体式复合材料芯模各分瓣模下端金属支撑连接件安装孔配合的定位孔，两者之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位；所述限位隔板与和分体式复合材料芯模各分瓣模下端接触面相互配合，其尺寸由小端封头、筒段和大端封头各分瓣模下端的尺寸决定；所述小端封头定位组件包括小端连接板、小端支撑柱、小端定位卡盘以及小端压盘；小端封头定位组件通过小端连接板可拆卸式地安装在所述底部定位圆盘上表面(例如：小端连接板上设置有螺纹孔与销孔，其与底部定位圆盘之间通过螺栓连接以及定位销定位)；其中，小端支撑柱的两端分别与小端连接板和小端定位卡盘的中心垂直连接；小端定位卡盘上对应于所述胶接工位的位置设置有与分体式复合材料芯模小端封头分瓣模上端接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线，且小端定位卡盘的内部环形曲面与小端封头各分瓣模上端金属支撑连接件的环形曲面相匹配，小端压盘位于小端定位卡盘上方，并于小端支撑柱连接(同样，可通过相互配合的螺纹孔与销孔及相应的紧固件)；在胶接小端封头各分瓣模及对应的金属支撑连接件时，小端封头各分瓣模下端金属支撑连接件的下表面与底部定位圆盘的上表面配合，通过紧固件实现连接和定位，小端封头各分瓣模上端金属支撑连接件由小端定位卡盘及其上的刻线实现定位；小端封头各分瓣模通过限位隔板及小端封头各分瓣模两端的金属支撑连接件之间的配合实现定位，由小端压盘实现紧固；所述筒段定位组件包括筒段连接板、筒段支撑柱、筒段定位圆盘以及筒段压盘，筒段定位组件通过筒段连接板可拆卸式地安装在所述底部定位圆盘上表面(例如：筒段连接板上设置有螺纹孔与销孔，其与底部定位圆盘之间通过螺栓连接以及定位销定位)；其中，筒段支撑柱的下端与筒段连接板中心垂直连接，筒段定位圆盘同轴套设在筒段支撑柱的上端，并通过位于筒段定位圆盘上方的筒段压盘将筒段定位圆盘与筒段支撑柱连接(即筒段压盘同时与筒段定位圆盘与筒段支撑柱连接，进而将两者连接，比如：筒段支撑柱、筒段定位圆盘上分别设有与筒段压盘相互配合的螺纹孔与销孔)；筒段定位圆盘上对应于所述胶接工位的位置设置有与分体式复合材料芯模筒段各分瓣模上端金属支撑连接件安装孔配合的定位孔；对于筒段各分瓣模及对应的金属连接件，所述筒段封头各分瓣模下端金属支撑连接件的上表面与底部定位圆盘的下表面配合，通过紧固件实现连接和定位，筒段封头各分瓣模上端金属支撑连接件的下表面与筒段定位圆盘的上表面配合，通过紧固件实现连接和定位；筒段各分瓣模通过限位隔板及筒段各分瓣模两端的金属支撑连接件之间的配合实现定位；所述大端封头定位组件包括大端连接板、大端支撑柱、大端定位卡盘、大端连接圆盘以及大端压盘；大端封头定位组件通过大端连接板可拆卸式地安装在所述底部定位圆盘上表面(例如：大端连接板上设置有螺纹孔与销孔，其与底部定位圆盘之间通过螺栓连接以及定位销定位)；其中，大端支撑柱的下端与大端连接板中心垂直连接，大端定位卡盘同轴套设在大端支撑柱的上端，并通过位于大端定位圆盘上方的大端连接圆盘将大端定位卡盘与大端支撑柱连接(即大端连接圆盘和大端支撑柱之间、大端连接圆盘和大端定位卡盘之间以及大端压盘和大端连接板之间设置有相互配合的螺纹孔和销孔)；大端定位卡盘上对应于所述胶接工位的位置设置有与分体式复合材料芯模大端封头分瓣模上端接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线，且大端定位卡盘的内部环形曲面与分体式复合材料芯模大端封头各分瓣模上端金属支撑连接件的环形曲面相匹配；对于大端封头各分瓣模及对应的金属连接件，所述大端封头各分瓣模下端金属支撑连接件的上表面与底部定位圆盘的下表面配合，通过紧固件实现连接和定位，大端封头各分瓣模上端金属支撑连接件由大端定位卡盘及其上的轮廓刻线实现定位；大端封头各分瓣模通过限位隔板及大端封头各分瓣模两端的金属支撑连接件之间的配合实现定位。为了确保精准预定位，提升胶接效率和精度，所述底部定位圆盘上设有与小端封头、筒段和大端封头上各分瓣模下端接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线。所述N个限位隔板和底部定位圆盘上均设置有安装孔，限位隔板通过紧固件(比如铰制孔螺栓)安装在底部定位圆盘上，实现连接与定位，且限位隔板与分体式复合材料芯模各分瓣模的接触面相互配合。为了确保精准预定位，提升胶接效率和精度，所述筒段定位圆盘上对应于所述胶接工位的位置设置有与分体式复合材料芯模筒段分瓣模上端接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线。所述底部支撑柱分别与底板、底部定位圆盘之间焊接；所述小端支撑柱分别与小端连接板、小端定位卡盘之间焊接；所述筒段连接板与筒段支撑柱之间焊接；所述大端连接板与大端支撑柱之间焊接；上述组件由于使用频率以及后期并不需要拆卸，最好采用焊接，以提高作业效率及延长使用寿命，当然，也可根据实际需要采用其他方法固连。底部支撑柱、小端支撑柱、筒段支撑柱和大端支撑柱均采用空心金属，小端压盘和大端压盘内部进行挖空设计，减轻了胶接工装整体的重量。当然在实际应用中，也可采用现有的胶接工装进行胶接，但效果不如前述胶接工装。所述第二大端连接支撑件和第一筒段连接支撑件与楔形连接支撑件连接的部分除连接通孔所在区域外，均进行挖空处理，在确保连接可靠的同时，还能减轻芯模自重。

进一步地，所述大端封头、筒段、小段封头分别沿环向分割为11个可通过大端极孔顺利进出的分瓣模，各组件的分辨模中均有1个横截面内圆弧长大于外圆弧长的分瓣模；所述楔形连接支撑件其沿环向分割为四个分块，其中相对的两个分块的横截面内圆弧长大于外圆弧长；所述第三小端连接支撑件沿环向分割为三个分块，其中一个分块与其相邻分块之间设有间隙。当然，根据不同尺寸的大端极孔，可将大端封头、筒段、小段封头沿环向分割为其他数量的均能顺利进出的分瓣模。

本发明还提供了上述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模的安装方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将芯轴固定在装配工装上，且芯轴的大端朝下；

2)安装大端钩盘、大端定位环，以及已经胶接有第一大端连接支撑件和第二大端连接支撑件的大端封头各分瓣模，并将大端钩盘、大端定位环及第一大端连接支撑件与芯轴进行紧固；

3)依次安装大端接头、大端接头压盖，通过大端锁紧螺母进行锁紧；

4)安装楔形连接支撑件，及已经胶接有第一筒段连接支撑件和第二筒段连接支撑件的筒段各分瓣模，并将第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件及第一筒段连接支撑件进行紧固；

5)通过小端平键将小端限位套安装在芯轴上；

6)安装已经胶接有第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件的小端封头各分瓣模，并将第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件连接；为了使第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件连接更加稳固，在执行此步骤时，还可同时安装第三小端连接支撑件；

7)依次安装小端接头、小端接头压盖，通过小端锁紧螺母进行锁紧，分体式复合材料芯模安装完毕。

上述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模的脱膜方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)拆卸大端锁紧螺母、大端接头压盖以及将芯轴与第一大端连接支撑件紧固的锁紧件，小端锁紧螺母、小端接头压盖，从大端极孔抽出芯轴，芯轴抽出时小端限位套、小端平键一并被取出；

2)依次从芯模内拆卸并取出大端钩盘及大端定位环；

3)拆卸第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件及第一筒段连接支撑件上的锁紧件，依次取出楔形连接支撑件的各分块；

4)拆卸第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件上的锁紧件；如果芯模中安装有第三小端连接支撑件，那么此步骤拆卸时，也一同拆卸取出；

5)依次从大端极孔取出胶接有第一筒段连接支撑件各分块和第二筒段连接支撑件各分块的筒段各分瓣模、胶接有第一大端连接支撑件各分块和第二大端连接支撑件各分块的大端封头各分瓣模；胶接有第一小端连接支撑件各分块和第二小端连接支撑件各分块的小端封头的各分瓣模；分体式复合材料芯模脱模完毕。需要注意的是：大端接头和小端接头在壳体成型后不能拆卸。

同时，还提供了采用上述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模缠绕成型的固体火箭发动机壳体。

本发明的优点是：

1.本发明采用复合材料作为中大型分体式芯模整体结构的主要部分，通过热压机成型工艺与机加工结合的方式制造大型分体式芯模的各分瓣模，减轻了大型分体式芯模的重量，提高了中大型固体火箭发动机壳体的制造效率、型面精度，以及实际工程生产效率。

2.本发明采用金属材料作为中大型分体式复合材料芯模的连接支撑组件，具有耐热性好、机械强度高和耐久性好等优势，不仅提高了连接接头的连接强度，而且利用金属连接支撑组件对复合材料封头和筒段的支撑作用，能够保证芯模在交变高温环境下的尺寸稳定性，有利于壳体成型的精度。

3.本发明在大型分体式复合材料芯模的大端封头和筒段的连接部分采用楔形连接支撑件，通过斜面配合以及设置定位孔的方式实现了对大端封头和筒段的各分瓣模之间的连接与定位，同时考虑到芯模脱模时，拆卸完成楔形连接支撑件后大端封头和筒段之间会留出一定的间隙，为大型分体式复合材料芯模的脱模过程提供了便利。

4.本发明在大型分体式复合材料芯模的大端封头和筒段、小端封头和筒段之间的连接结构上设有限位凹槽，防止拆卸拧螺栓时螺母沿通孔轴向旋转，提高了拆卸效率。

5.本发明设计的芯模结构具有拆装方便、维护成本低、外型面精度高以及可重复使用等优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1沿的B-B截面的剖视图；

图3为本发明大端封头的结构示意图；

图4为本发明筒段的结构示意图；

图5为本发明小端封头的结构示意图；

图6为本发明第一大端连接支撑件的结构示意图；

图7为本发明第二大端连接支撑件的结构示意图；

图8为本发明楔形连接支撑件的结构示意图；

图9为图8沿的C-C截面的剖视图；

图10为本发明第一筒段连接支撑件的结构示意图；

图11为本发明第二筒段连接支撑件的结构示意图；

图12为本发明第一小端连接支撑件的结构示意图；

图13为本发明第二小端连接支撑件的结构示意图；

图14为本发明第三小端连接支撑件的结构示意图；

图15为本发明各个连接处的结构示意图；

图16为本发明分体式复合材料芯模的外形图。

附图标记说明：

1、大端封头；2、筒段；3、小端封头；4、连接支撑组件；5、芯轴系；6、大端锁紧螺母；7、大端接头压盖；8、大端接头；9、大端钩盘；10、大端定位环；11、小端锁紧螺母；12、小端接头压盖；13、小端接头；14、小端平键；15、小端限位套；16、芯轴；17、第一大端连接支撑件；18、第二大端连接支撑件；19、楔形连接支撑件；20、第一筒段连接支撑件；21、第二筒段连接支撑件；22、第一小端连接支撑件；23、第二小端连接支撑件；24、第三小端连接支撑件；25～32、第一大端分瓣模；33、第二大端分瓣模；34、第三大端分瓣模；35、第四大端分瓣模；36～43、第一筒段分瓣模；44、第二筒段分瓣模；45、第三筒段分瓣模；46、第四筒段分瓣模；47～54、第一小端分瓣模；55、第二小端分瓣模；56、第三小端分瓣模；57、第四小端分瓣模；58、限位凹槽；59、第一楔形连接支撑件分块；60、第二楔形连接支撑件分块；61、第三楔形连接支撑件分块；62、第四楔形连接支撑件分块；63、凸台；64、螺纹孔；65、第三小端连接支撑件分块一；66、第三小端连接支撑件分块二；67、第三小端连接支撑件分块三。

图17为本发明胶接工装底部支撑组件与小端封头定位组件的结构示意图；

图18为本发明胶接工装底部支撑组件与小端封头定位组件的剖视图；

图19为本发明胶接工装底部支撑组件与小端封头定位组件的俯视图；

图20为本发明胶接工装底部支撑组件与筒段定位组件的结构示意图；

图21为本发明胶接工装底部支撑组件与筒段定位组件的剖视图；

图22为本发明胶接工装底部支撑组件与大端封头定位组件的结构示意图；

图23为本发明胶接工装底部支撑组件与大端封头定位组件的剖视图；

图24为本发明胶接工装底部支撑组件与大端封头定位组件的俯视图。

图17-图24中的附图标号如下：

01-底板，02-底部支撑柱，03-底部定位圆盘，04-小端连接板，05-限位隔板，06-小端支撑柱，07-小端定位卡盘，08-小端压盘，09-第一定位孔，010-第一销孔，011-第一螺纹孔，012-第二销孔，013-第二螺纹孔，014-第三销孔，015-第三螺纹孔，016-小端封头分瓣模金属连接支撑件，017-小端封头各分瓣模，018-筒段连接板，019-筒段支撑柱，020-筒段定位圆盘，021-筒段压盘，022-第四销孔，023-第四螺纹孔，024-第五销孔，025-第五螺纹孔，026-第六销孔，027-第六螺纹孔，028-第二定位孔，029-筒各分瓣模，030-筒段分瓣模金属连接支撑件，031-筒段各分瓣模，032-大端连接板，033-大端支撑柱，034-大端定位卡盘，035-大端连接圆盘，036-大端压盘，037-第七销孔，038-第七螺纹孔，039-第八销孔，040-第八螺纹孔，041-第九销孔，042-第九螺纹孔，043-大端封头分瓣模金属连接支撑件，044-大端封头分瓣模，047-小端封头各分瓣模上端金属连接支撑件，048-小端封头各分瓣模下端金属连接支撑件，049-筒段各分瓣模上端金属连接支撑件，050-筒段各分瓣模下端金属连接支撑件，051-大端封头各分瓣模上端金属连接支撑件，052-大端封头各分瓣模下端金属连接支撑件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：

如图1～16所示，一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模，包括同轴安装的大端封头1、筒段2、小端封头3、连接结构4和芯轴系5。

大端封头1、筒段2和小端封头3均由树脂基复合材料制成，且分别沿环向分割为11个分瓣模。大端封头1沿环向分割为8个第一大端分瓣模25～32、1个第二大端分瓣模33、1个第三大端分瓣模34和1个第四大端分瓣模35；筒段2沿环向分割为8个第一筒段分瓣模36～43、1个第二筒段分瓣模44、1个第三筒段分瓣模45和1个第四筒段分瓣模46；小端封头3沿环向分割为8个第一小端分瓣模47～54、1个第二小端分瓣模55、1个第三小端分瓣模56和1个第四小端分瓣模57；其中，第三大端分瓣模34、第三筒段分瓣模45和第三小端分瓣模56的横截面内圆弧长大于外圆弧长分瓣模，确保了芯模的可拆卸性。

连接支撑组件4均由金属材料制成，包括第一大端连接支撑件17、第二大端连接支撑件18、楔形连接支撑件19、第一筒段连接支撑件20、第二筒段连接支撑件21、第一小端连接支撑件22、第二小端连接支撑件23和第三小端连接支撑件24。

第一大端连接支撑件17、第二大端连接支撑件18沿环向分割为与大端封头1的各个分瓣模内型面相配合的分块，第一筒段连接支撑件20、第二筒段连接支撑件21沿环向分割为与筒段2的各个分瓣模内型面相配合的分块，第一小端连接支撑件22和第二小端连接支撑件23沿环向分割为与小端封头3的各个分瓣模内型面相配合的分块。

芯轴系5包括大端锁紧螺母6、大端接头压盖7、大端接头8、大端钩盘9、大端定位环10、小端锁紧螺母11、小端接头压盖12、小端接头13、小端平键14、小端限位套15、以及芯轴16。

第一大端连接支撑件17、第二大端连接支撑件18分别与大端封头1之间胶接，第一筒段连接支撑件20、第二筒段连接支撑件21分别与筒段2之间胶接，第一小端连接支撑件22和第二小端连接支撑件23分别与小端封头4之间胶接。

第二大端连接支撑件18、第一筒段连接支撑件20各分块的斜面分别与楔形连接支撑件19的上下斜面相互配合；楔形连接支撑件19在径向的环形曲面分别与第二大端连接支撑件18、第一筒段连接支撑件20的在径向环形曲面相互配合，两者之间为间隙配合；第二大端连接支撑件18、楔形连接支撑件19和第一筒段连接支撑件20的各分块上均设有通孔，通过铰制孔螺栓将三者连接，实现对大端封头1和筒段2的连接与定位；第二大端连接支撑件18各分块的通孔上设有限位凹槽58，限位凹槽58限制螺母沿通孔轴向旋转，在一侧用扳手拧铰制孔螺栓即可将其拆卸；楔形连接支撑件19沿环向分割为4个分块，其中第一楔形连接支撑件分块59、分块四62的内圆弧长大于外圆弧长，拆卸该分块后其他分块才能拆卸，确保了楔形连接支撑件19的可拆卸性。

第二小端连接支撑件23、第二筒段连接支撑件21和第三小端连接支撑件24的各分块上均设有通孔，通过铰制孔螺栓将三者连接，实现对小端封头3和筒段2之间的连接与定位；第二小端连接支撑件23各分块的通孔上设有限位凹槽58，限位凹槽58限制螺母沿通孔轴向旋转，在一侧用扳手拧铰制孔螺栓即可将其拆卸；第三小端连接支撑件24沿环向分割为3个分块，每个分块将第二小端连接支撑件23的几个分块连接，提高了筒段与小端封头连接的稳定性；第三小端连接支撑件分块一65与其相邻分块之间设有一定间隙，确保了第三小端连接支撑件24的可拆卸性。

大端钩盘一端的端面上嵌有大端定位环，以保证所述大端钩盘的径向尺寸，另一端的端面与第一大端连接支撑件的端面相适配(即第一大端连接支撑件上设有与大端钩盘的端面环形槽相互配合的环形曲面，通过大端钩盘可将大端封头各分瓣模卡紧，保证芯模整体结构的同轴度和外型面精度)；为了便于拆卸，大端钩盘沿环向均分为多个分块且每个分块之间留有间隙；所述第一大端连接支撑件、大端钩盘、大端定位环与所述芯轴在芯模内通过螺钉连接；所述大端锁紧螺母在芯模外侧通过大端接头压盖将大端接头锁紧，大端接头是将来与固体火箭发动机对接的零件；其中，芯轴与第一大端连接支撑件之间、大端接头压盖与大端接头之间均设置有垫片。

通过小端平键及螺钉将所述小端限位套装在芯轴上，所述芯轴的轴肩对小端限位套实现定位；小端限位套上设有小端钩盘，小端钩盘在芯模内侧与第一小端连接支撑件的端面相适配(即第一小端连接支撑件上设有与小端钩盘的端面环形槽相互配合的环形曲面，通过小端钩盘将所述小端封头各分瓣模卡紧保证芯模整体结构的同轴度和外型面精度)；一个小端锁紧螺母在芯模外侧通过所述小端接头压盖将小端接头(小端接头也是将来与固体火箭发动机对接的零件)锁紧，另一个小端锁紧螺母在芯模外侧将小端限位套锁紧，其中，小端接头压盖与小端接头之间设置有垫片。

大端封头1、筒段2和小端封头3的各个分瓣模通过热压机压出能够保证其外型面精度的复合材料构件，再经机加工形成各个分瓣模；胶接是在两个构件之间预置胶模，构件之间的装配精度通过胶接工装保证，将装配完成后的构件置于固化炉中固化完成对构件的胶接。

胶接工装包括底部支撑组件、小端封头定位组件、筒段定位组件和大端封头定位组件。

底部支撑组件包括底板01、底部支撑柱02、底部定位圆盘03以及限位隔板05；小端封头定位组件包括小端连接板04、小端支撑柱06、小端定位卡盘07以及小端压盘08；筒段定位组件包括筒段连接板018、筒段支撑柱019、筒段定位圆盘020以及筒段压盘021；大端封头定位组件包括大端连接板032、大端支撑柱033、大端连接圆盘035、大端定位卡盘034以及大端压盘036。

底部支撑柱02分别与底板01、底部定位圆盘03之间焊接；底部定位圆盘03上设有与小端封头、筒段和大端封头上各分瓣模下端的螺纹孔相配合的定位孔，通过铰制孔螺栓实现对小端封头、筒段和大端封头上各分瓣模与底部定位圆盘03的连接与定位；底部定位圆盘03上设有与小端封头、筒段和大端封头上各分瓣模接触处轮廓相互配合的刻线；限位隔板05上设有与底部定位圆盘03相配合的第一定位孔09，与底部定位圆盘03之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位；限位隔板05将相邻分瓣模限位并隔开，其尺寸由小端封头、筒段和大端封头各分瓣模下端的尺寸决定。

小端连接板04与小端支撑柱06之间焊接；小端连接板04上设置有第二螺纹孔013与第二销孔012，且与底部定位圆盘03之间通过螺栓连接以及定位销定位；小端定位卡盘07与小端支撑柱06之间焊接，其内部的环形曲面与小端封头各分瓣模上端金属连接支撑件(对应分体式复合材料芯模第一小端连接支撑件)的环形曲面相互配合，小端定位卡盘07与小端封头各分瓣模017接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线，实现对小端封头各分瓣模的定位；小端压盘08上设有与小端支撑柱06相互配合的第一螺纹孔011与第一销孔010，小端封头各分瓣模下端金属连接支撑件048(对应分体式复合材料芯模第二小端连接支撑件)的下表面是定位面，与底部定位圆盘03的上表面之间相互配合；小端封头各分瓣模017预置完成后通过螺钉连接以及定位销定位，实现对小端封头各分瓣模017的紧固。

筒段连接板018与筒段支撑柱019之间焊接；筒段连接板018上设置有第四螺纹孔023与第四销孔022，且与底部定位圆盘03之间通过螺栓连接以及定位销定位；筒段定位圆盘020上设有筒段各分瓣模上端金属连接支撑件螺纹孔相配合的第二定位孔028，筒段各分瓣模上端金属连接支撑件049(对应分体式复合材料芯模第一筒段连接支撑件)的下表面是定位面，与筒段定位圆盘020的上表面之间相互配合，通过铰制孔螺栓实现对筒段各分瓣模031与筒段定位圆盘020连接与定位，筒段定位圆盘020上设有与筒段各分瓣模031接触处轮廓相互配合的刻线，实现对筒段各分瓣模031的定位；筒段压盘021上设有分别与筒段支撑柱019、筒段定位圆盘020上相互配合的第五销孔024、第五螺纹孔0025、第六销孔026、第六螺纹孔027，筒段各分瓣模下端金属连接支撑件050(对应分体式复合材料芯模第二筒段连接支撑件)的上表面是定位面，与底部定位圆盘03的下表面之间相互配合；筒段各分瓣模031预置完成后通过螺钉连接以及定位销定位，实现对筒段各分瓣模031的紧固。

大端连接板032与大端支撑柱033之间焊接；大端连接板032上设置有第七螺纹孔038与第七销孔037，且与底部定位圆盘03之间通过螺栓连接以及定位销定位；大端定位卡盘034内部的环形曲面与大端封头各分瓣模上端金属连接支撑件(对应分体式复合材料芯模第一大端连接支撑件)的环形曲面相互配合，大端定位卡盘034与大端封头各分瓣模044接触处的两侧设有沿接触轮廓的刻线，实现对大端封头各分瓣模044的定位；大端连接圆盘035和大端支撑柱033之间、大端连接圆盘035和大端定位卡盘034之间以及大端压盘036和大端连接板032之间设置有相互配合的螺纹孔和销孔037～042；大端封头各分瓣模下端金属连接支撑件052(对应分体式复合材料芯模第二大端连接支撑件)的上表面是定位面，与底部定位圆盘03的下表面之间相互配合；大端封头各分瓣模044预置完成后通过螺栓连接以及定位销定位，实现对大端封头各分瓣模044的紧固。

底部支撑柱、小端支撑柱、筒段支撑柱和大端支撑柱均采用空心金属，小端压盘和大端压盘内部进行挖空设计，减轻了胶接工装整体的重量。

小端封头、筒段和大端封头的各个分瓣模为已经预置在胶接工装上的复合材料件与金属连接支撑件的组合件。

该胶接工装利用小端封头、筒段和大端封头各分瓣模的下端尺寸相同的特点，采用同一底部支撑组件对其进行定位和紧固，避免了因不同零件之间尺寸、位置以及表面质量的差异造成的误差，从而提高了胶接精度。胶接步骤分别如下：

一、小端封头各分瓣模胶接的方法包括以下步骤：

1)组装小端封头胶接工装

1.1)在水平定位面上安装底部支撑组件；即依次安装底板、底部支撑柱、底部定位圆盘和限位隔板；

1.2)在底部支撑组件上安装小端封头定位组件，组装好小端封头胶接工装；即依次安装小端连接板、小端支撑柱、小端定位卡盘；

2)将小端封头各分瓣模预置在小端封头胶接工装上

2.1)在底部定位圆盘和小端定位卡盘上分别预置下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件，并将胶模预置于下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件胶接面上；

2.2)将小端封头各分瓣模预置在相应的下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件上，并用G型夹将下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件分别与小端封头分瓣模夹紧；

需要注意的是，由于下端金属支撑连接件的下表面为定位面，因此与底部定位圆盘上表面配合的是下端金属支撑连接件的下表面。此时下端金属支撑连接件与底部定位圆盘之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位，上端金属支撑连接件由小端定位卡盘和及其上的刻线实现定位，小端分瓣模通过限位隔板及其与下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件之间的配合实现定位；

2.3)安装小端压盘，并采用紧固件将小端压盘和小端支撑柱进行连接，实现对预置完成的小端封头各分瓣模上端的紧固；

3)固化

将完成安装小端封头各分瓣模后的胶接工装放入已设置好固化工艺曲线的固化炉内，对小端封头各分瓣模进行胶接固化；

4)拆卸

4.1)固化完成后，将完成安装小端封头各分瓣模后的胶接工装从固化炉取出，冷却至室温；

4.2)依次拆卸小端压盘、G型夹以及下端金属支撑连接件上的紧固件，得到各个胶接有金属支撑连接件的小端封头分瓣模。

重复该方法3次，可完成对所有小端封头各分瓣模的胶接。

二、筒段各分瓣模胶接的方法包括以下步骤：

1)组装筒段胶接工装

1.1)在水平定位面上安装底部支撑组件；即依次安装底板、底部支撑柱、底部定位圆盘和限位隔板；

1.2)在底部支撑组件上安装筒段定位组件，组装好筒段胶接工装；即依次安装筒段连接板、筒段支撑柱和筒段定位圆盘；

2)将筒段各分瓣模预置在筒段胶接工装上；

2.1)在底部定位圆盘和筒段定位圆盘上分别预置下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件，并将胶模预置于下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件胶接面上；

2.2)将筒段各分瓣模预置在相应的下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件上，并用G型夹将下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件上分别与筒段分瓣模夹紧；

需要注意的是，由于下端金属支撑连接件的上表面和上端金属支撑连接件的下表面是定位面，因此与底部定位圆盘下表面配合的是下端金属支撑连接件的上表面，与筒段定位圆盘上表面配合的是上端金属支撑连接件的下表面。此时下端金属支撑连接件与底部定位圆盘之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位，上端金属支撑连接件与筒段定位圆盘之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位，复合材料件通过限位隔板及其与下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件之间的配合实现定位；

2.3)安装筒段压盘，并采用紧固件将筒段压盘与筒段支撑柱及筒段定位圆盘进行连接，实现对预置完成的筒段各分瓣模上端的紧固；

3)固化

将完成安装筒段各分瓣模后的胶接工装放入已设置好固化工艺曲线的固化炉内，对筒段各分瓣模进行胶接固化；

4)拆卸

4.1)固化完成后，将完成安装筒段各分瓣模后的胶接工装从固化炉取出，冷却至室温，

4.2)依次拆卸筒段压盘、G型夹、下端金属支撑连接件上和上端金属支撑连接件的紧固件，得到各个胶接有金属支撑连接件的筒段分瓣模。

重复该方法3次，可完成对所有筒段各分瓣模的胶接。

三、大端封头各分瓣模胶接的方法包括以下步骤：

1)组装大端封头胶接工装

1.1)在水平定位面上安装底部支撑组件；即依次安装底板、底部支撑柱、底部定位圆盘和限位隔板；

1.2)在底部支撑组件上安装大端封头定位组件，组装好大端封头胶接工装；即依次安装大端连接板、大端支撑柱、大端定位卡盘和大端连接圆盘；

2)将小端封头各分瓣模预置在小端封头胶接工装上

2.1)在底部定位圆盘和大端定位卡盘上分别预置下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件，并将胶模预置于下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件胶接面上；

2.2)将大端封头各分瓣模预置在相应的下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件上，并用G型夹将下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件分别与大端封头各分瓣模夹紧。

需要注意的是，由于下端金属支撑连接件的上表面为定位面，因此与底部定位圆盘上表面配合的是下端金属支撑连接件的上表面。此时下端金属支撑连接件与底部定位圆盘之间通过铰制孔螺栓实现连接与定位，上端金属支撑连接件由大端定位卡盘和及其上的刻线实现定位，复合材料件通过限位隔板及其与下端金属支撑连接件和上端金属支撑连接件之间的配合实现定位；

2.3)安装大端压盘，并采用紧固件将大端压盘和大端连接板进行连接，实现对预置完成的大端封头各分瓣模上端的紧固；

3)固化

将完成安装大端封头各分瓣模后的胶接工装放入已设置好固化工艺曲线的固化炉内，对大端封头各分瓣模进行胶接固化；

4)拆卸

4.1)固化完成后，将完成安装大端封头各分瓣模后的胶接工装从固化炉取出，冷却至室温；

4.2)依次拆卸大端压盘、G型夹以及下端金属支撑连接件上的紧固件，得到各个胶接有金属支撑连接件的大端封头分瓣模。

第二大端连接支撑件18和第一筒段连接支撑件20与楔形连接支撑件19连接的部分除螺纹孔所在区域外挖空处理，以降低芯模自重。

楔形连接支撑件19的各分块上设有沿芯模径向的螺纹孔，将吊环螺钉安装在楔形连接支撑件19上实现对楔形连接支撑件19的拆卸；第二大端连接支撑件18、第一筒段连接支撑件20、第二筒段连接支撑件21和第二小端连接支撑件23的各分块上均设有一个不规则凸台63，其上设有沿芯模径向的螺纹孔64，以便安装吊环螺钉。

固体火箭发动机壳体在分体式复合材料芯模上经一系列工艺成型后，仅能从两端的极孔将分体式复合材料芯模的各个零件取出。

分体式复合材料芯模拆卸步骤如下：

1)依次拆卸大端锁紧螺母6、大端接头压盖7及将芯轴与第一大端连接支撑件紧固的螺钉；依次拆卸小端锁紧螺母11、小端接头压盖12，然后从大端极孔抽出芯轴16；

2)依次从芯模内拆卸并取出大端钩盘9、大端定位环10；

3)拆卸第二大端连接支撑件18、楔形连接支撑件19及第一筒段连接支撑件20上的铰制孔螺栓，依次取出第一楔形连接支撑件分块～四59～62；

4)拆卸第二小端连接支撑件23、第二筒段连接支撑件24及第三小端连接支撑件24上的铰制孔螺栓，依次取出第三小端连接支撑件分块一～三65～67；

5)依次从大端极孔取出第三筒段分瓣模45、第二筒段分瓣模44、第四筒段分瓣模46和第一筒段分瓣模36～43；依次从大端极孔取出第三大端分瓣模34、第二大端分瓣模33、第四大端分瓣模35和第一大端分瓣模25～32；依次从大端极孔取出第三小端分瓣模56、第二小端分瓣模55、第四小端分瓣模57和第一小端分瓣模47～54。分体式复合材料芯模脱模完毕。

需要注意的是：拆卸时默认与芯模各分瓣模胶接的连接支撑件已经胶接完成；小端限位套15通过小端平键14、螺钉与芯轴16连接，芯轴16抽出时小端限位套15、小端平键14和螺钉一并被取出；大端接头8和小端接头13在壳体成型后不能拆卸。

分体式复合材料芯模的装配精度通过专用装配工装来保证。分体式复合材料芯模装配顺序自下而上，步骤如下：

1)将芯轴16固定在装配工装上，芯轴16大端朝向地面；

2)安装大端钩盘9及垫片、大端定位环10，以及已经胶接有第一大端连接支撑件和第二大端连接支撑件的大端封头各分瓣模，通过螺钉将它们与芯轴16紧固；

3)依次安装大端接头8、垫片及大端接头压盖7，通过大端锁紧螺母6将其锁紧；

4)安装楔形连接支撑件19、及已经胶接有第一筒段连接支撑件和第二筒段连接支撑件的筒段各分瓣模，通过铰制孔螺栓将第二大端连接支撑件18、楔形连接支撑件19和第一筒段连接支撑件20连接，实现对大端封头1和筒段2的连接；

5)通过小端平键14和螺钉将小端限位套15安装在芯轴16上；

6)安装已经胶接有第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件的小端封头各分瓣模，再安装第三小端连接支撑件24，再通过铰制孔螺栓将第二小端连接支撑件23、第二筒段连接支撑件21和第三小端连接支撑件24连接，实现对小端封头3和筒段2的连接；

7)依次安装小端接头13、垫片小端接头压盖12，通过小端锁紧螺母11将其锁紧；确保大端封头1、筒段2、小端封头3、连接结构4和芯轴系5同轴安装；分体式复合材料芯模安装完毕。

本实施例中，大端封头、筒段和小端封头均由树脂基复合材料制造，减轻了芯模整体重量；连接支撑组件和芯轴系均由金属材料制造，提高了连接接头的连接强度。整个芯模结构具有拆装方便、维护成本低、外型面精度高以及可重复使用等优势。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模，其特征在于，包括同轴安装的大端封头、筒段、小端封头、连接支撑组件和芯轴系；

所述大端封头、筒段、小段封头均由树脂基复合材料制成，且分别沿环向分割为多个可通过大端极孔顺利进出的分瓣模，各组件的分辨模中均至少有一个横截面内圆弧长大于外圆弧长的分瓣模；

所述连接支撑组件由金属材料制成，包括第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件、第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件、第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件；

所述第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件沿环向分割为与所述大端封头各个分瓣模内型面适配连接的分块；

所述第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件沿环向分割为与所述筒段各个分瓣模内型面适配连接的分块；

所述第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件沿环向分割为与所述小端封头的各个分瓣模内型面适配连接的分块；

所述楔形连接支撑件的厚度沿径向由内向外逐渐减小，两个端面均形成斜面，其沿环向分割为多个分块，其中至少有一个分块的横截面内圆弧长大于外圆弧长；

所述芯轴系包括大端封头安装组件、小段封头安装组件以及芯轴；

所述大端封头安装组件与第一大端连接支撑件相互适配连接，将大端封头安装在所述芯轴的一端；所述小端封头安装组件与第一小端连接支撑件相互适配连接，将小端封头安装在芯轴的另一端；所述楔形连接支撑件分别与第二大端连接支撑件及第一筒段连接支撑件相互适配连接，将大端封头与筒段的一端进行连接；所述第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件相互适配连接，将小端封头与筒段的另一端连接，形成外周面光滑完整的芯模。

2.根据权利要求1所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述第一大端连接支撑件、第二大端连接支撑件分别与所述大端封头之间胶接；

所述第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件分别与所述筒段之间胶接；

所述第一小端连接支撑件、第二小端连接支撑件分别与所述小端封头之间胶接；

所述第二大端连接支撑件的端面、第一筒段连接支撑件的端面分别与所述楔形连接支撑件两侧的斜面相适配，且三个组件的各分块上对应设置有通孔，通过第一锁紧件进行连接；

所述第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件的各分块上对应设有通孔，通过第二锁紧件进行连接。

3.根据权利要求2所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述连接支撑组件还包括第三小端连接支撑件，第三小端连接支撑件通过第二筒段连接支撑件与第二小端连接支撑件依次连接；

所述第三小端连接支撑件沿环向分割为多个分块，且其中至少有一个分块与相邻两个分块之间留有间隙。

4.根据权利要求3所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述大端封头安装组件包括大端锁紧螺母、大端接头压盖、大端接头、大端钩盘以及大端定位环；

所述大端钩盘一端的端面上嵌有大端定位环，另一端的端面与第一大端连接支撑件的端面相适配；大端钩盘沿环向均分为多个分块且每个分块之间留有间隙；所述第一大端连接支撑件、大端钩盘、大端定位环与所述芯轴在芯模内通过第三锁紧件连接；所述大端锁紧螺母在芯模外侧通过大端接头压盖将大端接头锁紧；

所述小端封头安装组件包括小端接头压盖、小端接头、小端平键、小端限位套，以及两个小端锁紧螺母；

通过小端平键将所述小端限位套装在芯轴上，所述芯轴的轴肩对小端限位套实现定位；小端限位套上设有小端钩盘，小端钩盘在芯模内侧与第一小端连接支撑件的端面相适配；一个小端锁紧螺母在芯模外侧通过所述小端接头压盖将小端接头锁紧，另一个小端锁紧螺母在芯模外侧将小端限位套锁紧。

5.根据权利要求4所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述楔形连接支撑件的各分块上设有沿芯模径向的螺纹孔，每个螺纹孔内安装有吊环螺钉；

所述第二大端连接支撑件、第一筒段连接支撑件、第二筒段连接支撑件和第二小端连接支撑件的各分块上均设有一个凸台，凸台上设有沿芯模径向的螺纹孔，每个螺纹孔内安装有吊环螺钉；

所述第二大端连接支撑件各分块和第二小端连接支撑件各分块的连接通孔上均设有限位凹槽。

6.根据权利要求5所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述大端封头、筒段和小端封头均采用热压机热压成型，成型后再经机加工形成各个分瓣模；

所述胶接是在两个组件之间预置胶模，组件之间的装配精度通过胶接工装保证，将装配完成后的组件置于固化炉中固化完成胶接；

所述第二大端连接支撑件和第一筒段连接支撑件与楔形连接支撑件连接的部分除连接通孔所在区域外，均进行挖空处理。

7.根据权利要求5所述分体式复合材料芯模，其特征在于：

所述大端封头、筒段、小段封头分别沿环向分割为11个可通过大端极孔顺利进出的分瓣模，各组件的分辨模中均有1个横截面内圆弧长大于外圆弧长的分瓣模；

所述楔形连接支撑件其沿环向分割为四个分块，其中相对的两个分块的横截面内圆弧长大于外圆弧长；

所述第三小端连接支撑件沿环向分割为三个分块，其中一个分块与其相邻分块之间设有间隙。

8.权利要求1所述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将芯轴固定在装配工装上，且芯轴的大端朝下；

2)安装大端钩盘、大端定位环，以及已经胶接有第一大端连接支撑件和第二大端连接支撑件的大端封头各分瓣模，并将大端钩盘、大端定位环及第一大端连接支撑件与芯轴进行紧固；

3)依次安装大端接头、大端接头压盖，通过大端锁紧螺母进行锁紧；

4)安装楔形连接支撑件，及已经胶接有第一筒段连接支撑件和第二筒段连接支撑件的筒段各分瓣模，并将第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件及第一筒段连接支撑件进行紧固；

5)通过小端平键将小端限位套安装在芯轴上；

6)安装已经胶接有第一小端连接支撑件和第二小端连接支撑件的小端封头各分瓣模，并将第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件连接；

7)依次安装小端接头、小端接头压盖，通过小端锁紧螺母进行锁紧，分体式复合材料芯模安装完毕。

9.权利要求1所述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模的脱膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)拆卸大端锁紧螺母、大端接头压盖以及将芯轴与第一大端连接支撑件紧固的锁紧件，小端锁紧螺母、小端接头压盖，从大端极孔抽出芯轴；

2)依次从芯模内拆卸并取出大端钩盘及大端定位环；

3)拆卸第二大端连接支撑件、楔形连接支撑件及第一筒段连接支撑件上的锁紧件，依次取出楔形连接支撑件的各分块；

4)拆卸第二小端连接支撑件和第二筒段连接支撑件上的锁紧件；

5)从大端极孔取出胶接有第一筒段连接支撑件各分块和第二筒段连接支撑件各分块的筒段各分瓣模、胶接有第一大端连接支撑件各分块和第二大端连接支撑件各分块的大端封头各分瓣模；胶接有第一小端连接支撑件各分块和第二小端连接支撑件各分块的小端封头的各分瓣模；分体式复合材料芯模脱模完毕。

10.一种采用权利要求1所述用于固体火箭发动机壳体缠绕的分体式复合材料芯模缠绕成型的固体火箭发动机壳体。

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