纤维缠绕发动机绝热结构的封头绝热层成型方法及其模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纤维缠绕发动机壳体绝热结构的制作领域，具体设及一种纤维缠绕发 动机绝热结构的封头绝热层成型方法及其模具。
【背景技术】
[0002] 纤维缠绕发动机壳体绝热层主要由前、后封头(楠球曲面)绝热层W及筒身段（圆 柱面)绝热层=部分组成。前、后封头绝热层包括高强侣合金接头、底层片(=元乙丙绝热材 料）、盖层(S元乙丙绝热材料）、脱层(底层片与盖层脱开材料）、或T-I抗烧蚀层(碳纤维增 强-下腊/酪醒树醋材料）。
[0003]其中：高强侣合金接头的主要作用是保证高强侣合金接头在发动机壳体正常工作 时(约8Mpa)有足够的强度和刚度，另外，与喷管连接时提供足够的强度和较好的密封性能；
[0004]脱层的主要作用是壳体装药收缩时，止裂点向高强侣合金接头方向，盖层与底层 片界面完全脱开，目的是防止底层片与壳体缠绕复合层界面免受损坏。
[0005]正是由于封头绝热层的运种多种材料结构特性，手工贴片工艺难W保证零件各部 分厚度、外形尺寸，绝热材料成型后的内部质量，W及不同材料的层间粘接强度。因此，传统 的手工贴片成型工艺很少用于封头部位绝热层制作。
[0006]局部模压封头绝热层是指采用模压工艺，将高强侣合金接头、T-I抗烧蚀层W及局 部封头绝热材料硫化成部件，其产品外径尺寸较小，模具成本、产品成型及脱模等工艺难度 均较低。但是模压件W外的封头其它部位绝热层仍需采用手工贴片工艺成型。
[0007]整体模压封头绝热层是将绝热层分型面延伸至楠球长轴面位置，随着封头尺寸的 增加，产品的分型、定位、溢胶、脱模、成型工艺难度大大增加。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是针对上述不足，提供一种保证封头绝热层的绝热材料厚度、外 形尺寸及内部质量的纤维缠绕发动机绝热结构的封头绝热层成型方法及其模具。
[0009]为实现上述目的，本发明所设及的纤维缠绕发动机绝热结构的封头绝热层成型方 法，所述封头绝热层包括盖层及底层，包括如下步骤：
[0010] 1)采用单独预硫化模压形成预硫化的盖层和预硫化的底层；
[0011] 其中：采用=元乙丙生胶片硫化模压成型为预硫化的盖层；
[0012] 预硫化的底层包括高强侣合金接头、脱层和底层片，底层片为=元乙丙生胶片； la)高强侣合金接头的粘接面涂刷面胶惊干后，再在面胶的表面刷胶粘剂并惊干；Ib)在底 层片的上表面刷胶粘剂并惊干；Ic)将la)中的高强侣合金接头的下粘接面粘贴于Ib)中的 底层片的上表面后并一起放入底层成型模具，然后再在高强侣合金接头的上粘接面铺下表 面刷有胶粘剂的=元乙丙生胶片进行硫化模压形成预硫化的底层；
[0013] 2)在整体硫化模具内依次放入预硫化的底层及预硫化的盖层进行整体硫化模压 形成封头绝热层；
[0014]整体硫化的具体过程为:2a)在步骤I)中预硫化的底层上表面或在预硫化的盖层 下表面位于止裂点向直径变小方向涂刷脱模剂或粘贴脱模布;在预硫化的盖层下表面位于 止裂点向直径变大方向刷胶粘剂，并或/和在预硫化的底层上表面位于止裂点向直径变大 方向刷胶粘剂;2b)将2a)中预硫化的底层、=元乙丙生胶片及2a)中预硫化的盖层依次放入 整体成型模具中硫化模压成型为所需封头绝热层。
[0015]进一步地，所述封头绝热层的贴片位置为坡口结构，坡口分型面为楠球绝热结构 的长轴面外侧附近。
[0016] 进一步地，所述步骤1)中预硫化的底层还包括抗烧蚀层;将抗烧蚀层的上、下表面 刷胶粘剂并惊干，Ic)的具体过程为:将la)中的高强侣合金接头的下粘接面粘贴于化）中的 底层片的上表面后并一起放入底层成型模具，然后在高强侣合金接头的上粘接面铺上、下 表面刷有胶粘剂的=元乙丙生胶片，再将抗烧蚀层放在=元乙丙生胶片上表面，最后在抗 烧蚀层的上表面放入下表面刷有胶粘剂的=元乙丙生胶片进行硫化模压形成预硫化的底 层。
[0017]进一步地，所述抗烧蚀层采用的材料是碳纤维增强-下腊/酪醒树醋材料，进行单 独预硫化成型为碳纤维增强-下腊/酪醒树醋抗烧蚀层。
[0018]进一步地，所述步骤1)采用=元乙丙生胶片硫化成型为预硫化的盖层具体硫化过 程为:将=元乙丙生胶片放入盖层成型模具内，再将盖层成型模具放在硫化机上，升溫至60 °C~80°C溫度下保溫20min~40min，然后加压3Mpa~4Mpa、并升溫至100°C~120°C，排气后 再升溫至130°C~160°C、加压5Mpa~7Mpa硫化30min~60min，最后随设备降溫至70°CW下 出模。
[0019] 所述步骤1)中Ic)将底层成型模具放在硫化机上，升溫至60°C~80°C溫度下保溫 SOmin~60min，然后加压3Mpa~4Mpa、并升溫至100°C~120°C，排气后再升溫至130°C~160 °C、加压5Mpa~7Mpa硫化60min~120min，最后随设备降溫至70°CW下出模。
[0020] 所述步骤2)中2b)将整体成型模具放在硫化机上，升溫至60°C~80°C溫度下保溫 60min~120min，然后加压3Mpa~4Mpa、并升溫至100°C~120°C，排气后再升溫至130°C~ 160°C、加压5Mpa~7Mpa硫化60min~120min，最后随设备降溫至70°CW下出模。
[0021] 进一步地，所述步骤1)中预硫化的盖层下表面位于止裂点向直径变大方向预留有 放入=元乙丙生胶片的厚度余量。
[0022] 其中：上述面胶和胶粘剂均采用的是普通面胶和普通胶粘剂，例如普通面胶为开 姆洛克205、普通胶粘剂为开姆洛克238或开姆洛克250。
[0023] -种为实现上述所述成型方法而设计的纤维缠绕发动机绝热结构的封头绝热层 整体成型模具，它包括底层上模、整体上模、整体下模及安装在所述整体下模上的整体中 模;所述整体下模的左侧设置有导套、所述整体下模的右侧设置有滑块及所述整体下模轴 向方向上设有定位块，所述底层上模和所述整体上模上均设置有与导套、滑块和定位块相 配合的导柱、滑槽及定位槽;连接所述整体下模和整体中模的螺栓与所述底层片的螺栓孔 相配合。
[0024]进一步地，所述整体中模的两端部设置成与所述预硫化的底层阶梯边缘相配合的 台阶限位面。
[0025]与现有技术相比，本发明具有W下优点：封头绝热层的盖层和底层先单独硫化模 压成型后再进行整体硫化模压成型，克服了手工贴片工艺产品成型质量稳定性和一致性低 的缺陷，提高了生产效率;并在止裂点向直径变小方向涂刷脱模剂或粘贴脱模布，其他衬层 采用合适的胶粘剂，制得的封头绝热层盖层与底层的脱开效果好;另外，当封头绝热层为后 封头绝热层时，T-I抗烧蚀层采用=元乙丙绝热材料"包裹"结构，从而将其与高强侣合金接 头隔离开来，克服了T-I抗烧蚀层与其它界面粘接强度低的缺陷。
[0026]提供的整体成型模具，只需更换整体上模和底层上模就可W实现整体成型模具和 底层成型模具两套工装，结构简单、成体低；同时，具能够很好的实现定位和脱模，方便产品 的出模。
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例中用于纤维缠绕发动机绝热结构的示意图；
[0028] 图2为图1的后封头绝热层示意图；
[0029]图3为本发明实施例中底层成型模具示意图；
[0030] 图4为本发明实施例中盖层成型模具示意图。
[0031]其中：高强侣合金接头1、底层片2、脱层3、止裂点4、盖层5、前封头绝热层6、抗烧蚀 层7、后封头绝热层8、底层上模9、整体中模10、整体下模11、导柱12、导套13、台阶限位面14、 滑槽15、定位块16、滑块17、盖层上模18、盖层下模19、定位销20、螺栓21。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本 发明，但它们不对本发明构成限定。
[0033]如图1所示为纤维缠绕发动机绝热结构，本实施例用于纤维缠绕发动机绝热结构 的封头绝热层包括盖层5及底层。成型方法为：
[0034] 1)采用单独预硫化模压形成预硫化的盖层和预硫化的底层：
[0035] 其中：采用=元乙丙生胶片硫化模压成型为预硫化的盖层，并且预硫化的盖层下 表面位于止裂点4向直径变大方向（即外侧)预留有放入=元乙丙生胶片的厚度余量:将= 元乙丙生胶片放入盖层成型模具内，再将盖层成型模具放在硫化机上，升溫至60°C~80°C 溫度下保溫20min~40min，然后加压3Mpa~4Mpa、并升溫至100°C~120°C，排气后再升溫至 130°C~160°C、加压5Mpa~7Mpa硫化30min~60min，最后随设备降溫至70°CW下出模。
[0036] 另外，为了保证硫化后绝热层厚度及成型质量，S元乙丙生胶片的厚度为0.5mm~ 2.0m，预硫化的盖层厚度方向尺寸均采用两层W上=元乙丙生胶片粘贴，溢胶量按理论加 料量的5%~10%。
[0037] 当封头绝热层为前封头绝热层6时，如图1所示，底层由外到内包括高强侣合金接 头1、脱层3和底层片2,底层片2为=元乙丙生胶片。预硫化的底层具体过程如下：
[0038] la)高强侣合金接头1采用阳极化处理、清洗后，在其粘接面涂刷面胶开姆洛克205 两遍惊干后，再在面胶的表面刷胶粘剂两遍并惊干；Ib)在底层片2的上表面刷胶粘剂两遍 并惊干；Ic)将la)中的高强侣合金接头的下粘接面粘贴于Ib)中的底层片的上表面后并一 起放入底层成型模具，然后再在高强侣合金接头的上粘接面铺下表面刷有胶粘剂的=元乙 丙生胶片，最后将底层成型模具放在硫化机上，升溫至60°C~80°C溫度下保溫30min~ 60min，然后加压3Mpa~4Mpa、并升溫至100°C~120°C，排气后再升溫至130°C~160°C、加压SMpa~7Mpa硫化60min~120min，最后随设备降溫至70°CW下出模。
[0039]当封头绝热层为后封头绝热层別寸，结合图2所示，底层由外到内包括抗烧蚀层7、 高强侣合金接头1、脱层3和底层片2,其中抗烧蚀层7采用的材料是碳纤维增强-下腊/酪醒 树醋材料，并且进行单独预硫化成型为碳纤维增强-下腊/酪醒树醋抗烧蚀层即T-I抗烧蚀 层7。预硫化的底层具体过程如下：
[0040] la)高强侣合金接头1的粘接面涂刷面胶开姆洛克205两遍惊干后，再在面胶的表 面刷胶粘剂两遍并惊干;Ib)在底层片2的上表面刷胶粘剂两遍并惊干;lc)T-l抗烧蚀层7的 上、下表面也刷胶粘剂并惊干;Id)将la)中的高强侣合金接头的下粘接面粘贴于化）中的底 层片的上表面后并一起放入