适用于大型整流罩冯卡门段成型模具的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种涉及整流罩模具设计领域的适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，具体步骤如下：S1、确定阴模角度为底部母线近似放平，以降低整体模具重心；S2、优化阴模加强筋的结构形式和布局方式；S3、阴模底部设有固定式三点支撑；S4、在框架两侧设有固定式吊点，并在框架上设有可拆卸式抽气嘴和可拆卸式抽气转接头；S5、阴模型面四周设有共固化围条、后胶接围条、定位销螺钉以及占位块满足共固化和后胶接；S6、在夹层结构上方使用均压板加压，最终形成整体模具。本发明专利技术提高大型蜂窝夹层结构共固化产品的成型可靠性和工艺稳定性，在以二次曲面为型面的大型模具上实现低重心和温度场均匀分布。现低重心和温度场均匀分布。现低重心和温度场均匀分布。

【技术实现步骤摘要】
适用于大型整流罩冯卡门段成型模具的设计方法


[0001]本专利技术涉及整流罩模具设计领域，具体地，涉及适用于大型整流罩冯卡门段成型模具的设计方法。

技术介绍

[0002]卫星整流罩是运载火箭最重要的舱体之一，主要作用是在火箭临射和飞行过程中维持气动外形，保护罩内有效载荷不受外界自然环境和气动冲刷的影响，在飞出大气层后从火箭上可靠分离。因此卫星整流罩应具备良好的气动外形、较轻的结构质量。
[0003]目前国内外卫星整流罩主要有金属铆接结构和复合材料结构。金属常用材料为铝合金，金属整流罩重量较重且电磁波无法穿透。复合材料常用材料为碳纤维，碳纤维整流罩重量轻，但价格昂贵且电磁波无法穿透。
[0004]新一代运载火箭在此基础上对卫星整流罩提出了全向高效透波、轻质承载的要求。为满足使用需求，主体材料采用玻璃纤维和芳纶蜂窝，整流罩蜂窝夹层结构采用一体化成型。新材料和新工艺对整流罩成型模结构设计提出了更高的要求。
[0005]本专利技术所针对的整流罩冯卡门段形状为大端直径不小于4米、小端直径不小于1米的冯卡门曲面，整流罩冯卡门段产品由蒙皮、蜂窝、铝边框等结构组成，分左右两半。成型模具结构一般采用开口阴模结构。为保证产品尺寸和使用要求，模具设计既要考虑结构刚度，又要考虑轻量化低成本要求，在多种材料一体固化成型过程中，模具温度场分布要保持均匀，模具热变形量需与整流罩主体热变形量相匹配，同时，模具结构要满足两种工艺方案：1、蒙皮、蜂窝和铝边框一体固化成型；2、蒙皮、蜂窝整体成型后与铝边框后胶接。
专利技术内容
[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法。
[0007]根据本专利技术提供的一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，具体步骤如下：
[0008]S1、确定阴模角度为底部母线近似放平，以降低整体模具重心；
[0009]S2、优化阴模加强筋的结构形式和布局方式；
[0010]S3、阴模底部设有固定式三点支撑；
[0011]S4、在框架两侧设有固定式吊点，并在框架上设有可拆卸式抽气嘴和可拆卸式抽气转接头；
[0012]S5、阴模型面四周设有共固化围条、后胶接围条、定位销螺钉以及占位块满足共固化和后胶接；
[0013]S6、在夹层结构上方使用均压板加压，最终形成整体模具。
[0014]优选的，在步骤S1中，阴模角度设计成冯卡门曲面底部母线近似放平，母线两端连接而成的直线与水平线之间的夹角为0.5
°
～3
°
，小端开口略上翘，使由任一母线和轴线组
成的同一截面的模具型面温度场分布相对均匀。
[0015]优选的，在步骤S2中，阴模框架上设有纵向加强筋和环向加强筋，纵向加强筋沿母线分布，且纵向加强筋沿型面中心纵截面对称分布，数量为8～12条；
[0016]环向加强筋根据阴模型面外形尺寸以及高温流场分布情况设计布局，相邻环向加强筋间距不等，分布密度不均，数量为6～10条。
[0017]优选的，环向加强筋和纵向加强筋上的减重和透气孔呈三角形。
[0018]优选的，阴模框架底部由加强筋构成平面，纵向加强筋和环向加强筋交叉形成等腰梯形，等腰梯形区域内的加强筋设有厚度为6mm、宽度为210mm的翻边。
[0019]优选的，在步骤S3中，固定式三点支撑呈柱段球状，固定式三点支撑位置设计在阴模底部加强筋交叉翻边处，三点呈等腰三角形对称分布。
[0020]优选的，在步骤S4中，固定式吊点呈I型圆柱。
[0021]优选的，在步骤S5中，共用螺钉孔和销钉孔将共固化围条或后胶结围条分别定位固定于阴模四周。
[0022]优选的，在步骤S5中，定位销螺钉穿过共固化围条侧面定位孔加螺母，将铝边框定位在共固化围条侧面，实现共固化工艺。
[0023]优选的，在步骤S5中，将内六角螺钉穿过后胶接围条侧面的定位孔锁紧占位块，为铝边框后胶接预留位置，实现后胶接工艺。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0025]1、提高大型蜂窝夹层结构共固化产品的成型可靠性和工艺稳定性。
[0026]采用该种模具设计方法，改变了复合材料蒙皮单独成型后再与蜂窝后胶接的成型方式，在提高了产品成型可靠性和工艺稳定性的同时兼顾生产效率。
[0027]2、在以二次曲面为型面的大型模具上实现低重心和温度场均匀分布。
[0028]参考该种设计方法，针对更大尺寸的复杂曲面的类似模具，均可采用相同设计思路，根据模具重心位置的变换规律，优化阴模放置角度，降低模具重心，便于起吊、运输以及工艺操作；根据型面外形尺寸以及高温流场分布情况，优化设计加强筋的结构形式和布局方式，在产品高温固化过程中，实现阴模型面温度场的均匀分布，提高产品成型工艺的可靠性和成型质量的稳定性。
附图说明
[0029]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0030]图1一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的结构示意图；
[0031]图2一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的阴模结构示意图；
[0032]图3一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的阴模底部加强筋布局和三点支撑位置示意图；
[0033]图4一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的阴模框架部分加强筋减重透气槽示意图；
[0034]图5一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的I型圆柱吊点示意图；
[0035]图6一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的共固化围条和后胶接围条与
阴模定位固定示意图；
[0036]图7一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的共固化围条与铝埋框定位固定示意图；
[0037]图8一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的后胶接围条与占位块定位固定示意图；
[0038]图9一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的阴模与可拆卸式抽气嘴和可拆卸式抽气转接头连接示意图。
具体实施方式
[0039]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0040]实施例1
[0041]根据本专利技术提供的一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，具体步骤如下：
[0042]S1、确定阴模角度为底部母线近似放平，以降低整体模具重心；
[0043]S2、优化阴模加强筋的结构形式和布局方式，在产品高温固化过程中，实现阴模型面温度场的均匀分布；
[0044]S3、根据阴模自重和受力情况，在底部加强筋翻边区域设计固定式三点支撑，在框架两侧合理位置处设计四个固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、确定阴模角度为底部母线近似放平，以降低整体模具重心；S2、优化阴模加强筋的结构形式和布局方式；S3、所述阴模底部设有固定式三点支撑；S4、在框架两侧设有固定式吊点，并在框架上设有可拆卸式抽气嘴和可拆卸式抽气转接头；S5、所述阴模型面四周设有共固化围条、后胶接围条、定位销螺钉以及占位块满足共固化和后胶接；S6、在夹层结构上方使用均压板加压，最终形成整体模具。2.根据权利要求1所述的适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述阴模角度设计成冯卡门曲面底部母线近似放平，母线两端连接而成的直线与水平线之间的夹角为0.5
°
～3
°
，小端开口上翘，使由任一母线和轴线组成的同一截面的模具型面温度场分布相对均匀。3.根据权利要求1所述的适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述阴模框架上设有纵向加强筋和环向加强筋，所述纵向加强筋沿母线分布，且所述纵向加强筋沿型面中心纵截面对称分布，数量为8～12条；所述环向加强筋根据所述阴模型面外形尺寸以及高温流场分布情况设计布局，相邻所述环向加强筋间距不等，分布密度不均，数量为6～10条。4.根据权利要求3所述的适用于大型整流罩冯卡门段整体成型模具的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：施静，潘韵，吴鑫锐，蔡克甲，张志斌，沈辉，史文锋，曹恒秀，张成祥，叶奇飞，许海峰，台俊杰，
申请(专利权)人：上海复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：