[发明专利]潜入式喷管喉衬的环向分块装配方法

说明书

本发明公开了一种潜入式喷管喉衬的环向分块装配方法，该方法包括如下步骤：将回转体状的喉衬沿其环向均分为N块喉衬块进行加工，每块所述喉衬块由长方体坯料在数控铣床上通过铣加工成具有一个斜切角的等腰梯形体结构，每块所述喉衬块的两侧梯形斜面上沿其长度方向加工有条形凹槽；利用粘接装配工装将N块喉衬块拼装粘接成回转体状的喉衬；利用加压工装向喉衬施加压力进行周向加固直至胶粘剂完全固化；将加压工装拆卸后，取出粘接固化后的喉衬按照设计的形状和尺寸进行机加工成型。本发明的装配方法能有效地降低喉衬的生产及加工难度，保证产品质量的一致性。

技术领域

本发明涉及潜入式喷管喉衬的技术领域，具体地指一种潜入式喷管喉衬的环向分块装配方法。

背景技术

固体火箭发动机的喷管飞行器提供推力的部位，喉衬位于喷管的喉部，其烧蚀状态最苛刻，喉衬内型面容易受高温、高压、高速且含有侵蚀性粒子的热流冲刷烧蚀而损伤，尤其在发动机点火瞬间，喉衬从常温以大于2000℃/s速度骤然升温，产生极大的温度梯度和热应力，易使喉衬出现裂纹或碎裂，将直接影响发动机的推力和效率，甚至失去工作能力。

目前，国内外固体火箭发动机喉衬最常用的材料是整体3D编织C/C复合材料。由于国内外固体火箭发动机技术的飞速发展，大直径、大流量固体火箭发动机应用越来越多，但对于整体3D编织C/C复合材料喉衬来讲，由于制作工艺及设备的限制，喉衬尺寸达到某种瓶颈尺寸时，会极大的增加工艺难度、复杂性，成型后的产品质量较差，可能存在渗碳不均匀、富碳区较多、材料强度离散度大等缺陷，产品的一致性难以保证，而且生产成本高昂。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种潜入式喷管喉衬的环向分块装配方法，该装配方法将回转体状的喉衬沿其环向均分为N块喉衬块进行装配，能有效地降低喉衬的生产及加工难度，保证产品质量的一致性。

为实现上述目的，本发明所提供的一种潜入式喷管喉衬的环向分块装配方法，它包括如下步骤：

1)将回转体状的喉衬沿其环向均分为N块喉衬块进行加工，每块所述喉衬块由长方体坯料在数控铣床上通过铣加工成具有一个斜切角的等腰梯形体结构，每块所述喉衬块的两侧梯形斜面上沿其长度方向加工有条形凹槽；

2)利用粘接装配工装将N块喉衬块拼装粘接成回转体状的喉衬，相邻两块所述喉衬块之间填充有胶粘剂，每块所述喉衬块两侧的条形凹槽内填充有条状抗烧蚀材料；

3)利用加压工装向喉衬施加压力进行周向加固直至胶粘剂完全固化；

4)将加压工装拆卸后，取出粘接固化后的喉衬按照设计的形状和尺寸进行机加工成型。

进一步地，所述步骤2)中，粘接装配工装包括底座、设置在底座中部与其垂直固定连接的芯轴、套设在芯轴外圈的衬套；

所述底座的上端面设置有用于放置喉衬块且环绕芯轴外周布置的环形槽，所述环形槽的横截面呈倒直角梯形状，且环形槽的梯形斜面可与喉衬块的斜切角相抵合。

进一步地，所述底座的中部设置有限位孔，所述芯轴的底部设置有用于与限位孔相嵌合的限位凸台。

进一步地，所述步骤3)中，加压工装包括用于套设在喉衬的外圈可对其施加周向约束力的中空圆台状箍环、用于套设在箍环的外圈上方可对其施加周向约束力的具有圆台状内腔的滑盖、设置在滑盖的上方用于对其传递向下压力的压力传感装置、以及设置在压力传感装置的上方用于对其施加向下压力的加压平台；

所述箍环由第一半箍环和第二半箍环组成，所述第一半箍环与第二半箍环的连接处呈锯齿状；所述箍环的外圈直径由顶端向底端逐渐增大，所述滑盖的内腔直径由顶端向底端逐渐增大，且所述滑盖的内腔形状与箍环的外圈形状相匹配；所述滑盖可在加压平台施加向下压力的作用下沿箍环的外壁向下滑动对箍环的外周形成周向约束。