[实用新型]一种复合材料裙的加工模具

说明书

本实用新型涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型技术领域，具体涉及一种复合材料裙的加工模具，包括模体和盖板；盖板用于与模体的上端面配合，盖板与模体上端面相连时，盖板与模体之间形成成型空间，成型空间中用于铺设复合材料；盖板的热膨胀系数与模体的热膨胀系数相同。本实用新型通过上述的热压罐加工模具，在加工的过程中，通过在设置与模体热膨胀系数相同的盖板，通过盖板与模体对复合材料产生大小相等、方向相反方向的作用力，达到抵消复合材料向两个相反方向产生的形变的作用，从而保证复合材料裙的中心轴线相对于法兰端面的垂直度。

技术领域

本实用新型涉及树脂基纤维增强复合材料预浸料热压罐成型技术领域，特别是一种复合材料裙的加工模具。

背景技术

火箭/导弹发动机壳体要实现级间连接或与其它部件的连接，必须依靠壳体级间复合材料裙来实现，以有效实现级间推力的传递。复合材料裙承受轴向拉伸、轴向压缩、环向拉伸、弯曲、剪切等多种载荷，载荷工况复杂；早期的火箭/导弹发动机的级间复合材料裙均采用金属材料。随着材料科学的发展，复合材料以其较高的比强度、比模量等优异性能在固体火箭发动机壳体上得到了广泛应用，复合材料裙也逐步取代了金属复合材料裙，实现了复合材料壳体及复合材料裙的一体化制造技术，实现固体火箭发动机的有效减重。

在火箭/导弹发动机复合材料级间复合材料裙的成型时，通常是将复合材料铺叠到模具上，然后将复合材料和模具整体移动到热压罐中，在一定的压力和温度作用下，使复合材料固化成型，最终形成复合材料裙。复合材料裙包括法兰端面和柱面。法兰端面需要与其他部件进行连接，因此，法兰端面相对于柱面中轴线之间的垂直度要求较高。在热压罐加工的过程中，在通过热压罐固化成型得到的复合材料裙中，容易发生复合材料裙的中心线与法兰端面不垂直的现象。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：针对现有技术存在的复合材料裙的中心线与法兰端面不垂直的问题，提供一种复合材料裙的加工模具。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种复合材料裙的加工模具，包括模体和盖板；盖板用于与模体的上端面配合，盖板与模体上端面相连时，盖板与模体之间形成成型空间，成型空间中用于铺设复合材料；模体的热膨胀系数大于复合材料的热膨胀系数，盖板的热膨胀系数大于复合材料的热膨胀系数。

对于现有技术中出现的复合材料裙中心线与法兰端面不垂直的问题，申请人经过研究实践发现，复合材料裙的中心线与法兰端面不垂直的原因是，现有技术中，模具只有模体部分，而没有盖板部分。在加工的过程中，模体也会经历温度的变化，从而产生热胀冷缩的现象。在模体的热胀冷缩过程中，其与复合材料层之间会产生相互作用力，使得法兰端面处的复合材料单侧受力，从而发生弯板的现象，使法兰端面与复合材料裙轴心线不垂直。

因此，本实用新型中，设置了盖板，且使盖板的热膨胀系数大于复合材料，模体的热膨胀系数也大于复合材料，则在热压罐固化成型时，法兰端面处的复合材料两端受到方向相反的作用力，盖板产生的作用力能够在一定程度上抵消模具产生的作用力，从而缓解法兰端面处的弯板情况，有利于提高法兰端面相对于复合材料裙中心线的垂直度。

作为本实用新型的优选方案，盖板的热膨胀系数与模体的热膨胀系数相同。通过上述方案，使盖板对法兰端面的作用力与模体对法兰端面的作用力大小相等、方向相反，两作用力互相抵消，避免了法兰端面处的弯板现象发生，有利于保证法兰端面相对于复合材料裙中心线的垂直度。

作为本实用新型的优选方案，盖板与模体采用同种材料制成。

作为本实用新型的优选方案，模体上设有第一台阶部，第一台阶部用于支撑复合材料裙的下端面处的复合材料。本实用新型通过上述的热压罐加工模具，在加工的过程中，由于设置了第一台阶部，因此，加工形成的复合材料裙下端无需再次进行机加工，从而简化了加工流程，有利于提高生产效率。