一种可膨胀定位轴及定位方法与流程

本发明涉及一种可膨胀定位轴及定位方法，属于复合材料成型定位技术领域。

背景技术：

导弹弹体结构的复合材料化，可以实现弹体的大幅减重，增加导弹的有效载荷，有效提高导弹武器系统的航速、射程、机动性和杀伤力等战术性能，已成为先进隐身导弹弹体结构材料的发展方向。

国外往往把导弹弹体结构中复合材料的应用比例作为衡量导弹发展水平的一个重要标准，在赶超国外先进全复合材料战术导弹的过程中，导弹弹体结构(包括导弹弹翼)的复合材料化在国内航空航天领域的发展中，已经有逐渐取代金属弹翼的趋势。

某型号导弹采用模塑成型复合材料弹翼，弹翼与弹身之间的载荷传递通过金属接头实现。为满足导弹的设计飞行气动特性，在弹翼的生产过程中需要保证弹翼产品的设计安装角、上反角要求。在模塑成型过程中，弹翼的安装角和上反角主要依靠定位轴、金属接头轴孔与成型模具之间的定位配合来进行控制；为保证定位精度，定位轴和金属接头孔之间的设计配合间隙为≤0.03mm。由于定位轴和接头孔配合间隙的均匀度不易控制，很难保证定位轴与成型工装间的垂直角度。当定位轴和金属接头孔呈一定法向角度时，其棱边的尖锐部分可能划伤金属接头孔及成型工装的配套轴孔，而成型工装轴孔的毛刺又会进一步影响定位轴的装拆过程，造成恶性循环。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种装模时准确定位、脱模时快捷分离、避免划伤的可膨胀定位轴及定位方法。

本发明的技术解决方案：一种可膨胀定位轴，包括可膨胀外框和楔形块组，所述的可膨胀外框从外框两端面交错在圆周表面加工槽形成可膨胀栅栏式弹性结构，所述的楔形块组为两个外形结构一致的楔形块组成，楔形块较小一端从可膨胀外框两端分别放入，楔形块之间通过螺杆连接，螺杆转动带动两个楔形块在可膨胀外框内轴向上相向或相对移动，使可膨胀外框在径向上膨胀或收缩。

所述的楔形块中一个的大端加工把手凸台，在两个楔形块运动时便于夹持，小端加工螺栓安装孔，另一个大端加工螺栓安装通孔。

所述的楔形块大端周向上加工齿，用于楔形块在可膨胀外框轴向移动时的定位。

所述的楔形块小端直径小于可膨胀外框直径0.5～1mm，大端直径大于可膨胀外框直径1～2mm。

本发明采用可膨胀栅栏式弹性合金外框，未膨胀时直径比金属接头轴孔直径略小0.1～0.5mm，安装到金属接头孔中不会对金属接头轴孔内壁造成划伤，当两个内置的楔形块相向对合运动使外框的膨胀时，外框径向膨胀与金属接头轴孔紧密贴合，减少定位误差，增加弹翼产品的合格率，同时膨胀的外框与金属接头轴孔之间没有轴向移动，避免了对金属接头轴孔内壁的划伤；在拆卸时，两个内置的楔形块相对运动使外框收缩到原有尺寸，可轻松从金属接头轴孔中取出，减少定位轴装卸难度。

一种可膨胀定位方法，通过以下步骤实现：

第一步，可膨胀定位轴组装，

将两个楔形块较小一端从外框两端分别放入外框内，楔形块之间通过螺杆连接，外框未膨胀；

第二步，将第一步组装的可膨胀定位轴放入金属接头轴孔中，通过螺杆转动两个楔形块相向运动，使外框在径向上膨胀锁紧金属接头；

本步骤锁紧过程中无接触式相对摩擦，避免划痕产生。

第三步，拆卸，通过螺杆转动两个楔形块相对运动，卸载楔形块对外框产生的挤压力，使外框收缩，可膨胀定位轴脱出。

本步骤脱出时无直接接触式相对摩擦，避免了划痕产生。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)本发明采用独特的可控膨胀特性，装模时，通过两个楔形块在外框内部的轴向相向对合运动，能够实现定位轴外框的径向膨胀，实现精准定位，而且外框径向运动时不与金属接头发生摩擦，消除定位轴装配造成的金属接头内部划痕；脱模时，通过两个楔形块在外框内部的轴向相对运动，能够实现外框c的径向收缩，实现定位轴的快速脱离，而且外框径向运动时不与金属接头发生摩擦，消除了定位轴卸载所造成的金属接头内部划痕；

(2)本发明具有可膨胀特性，解决金属接头孔在装脱模过程中由定位轴造成的内部划痕问题，避免划痕对弹翼安装角、上反角的影响，达到导弹的设计飞行气动特性；

(3)发明具有很好的适应性，能够通过两个楔形块的相对运动实现定位轴径向尺寸自由改变，在其他产品的生产过程中有很好的通用性，可以减少加工成本和时间，增加产品收益；

(4)采用本发明方法，在复合材料成型过程可以实现精确预制件在模具中的精确定位，具有良好的工艺稳定性和可操作性，在节省大量生产工时的同时，降低废件率，提高产品附加值；

(5)本发明具有良好的推广应用价值，可有效推动航空航天领域复合材料弹翼的发展应用。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明剖视图；

其中，21、22为第一、第二楔形块，1为可膨胀外框，3为连接螺栓；

图3为本发明左视图；

图4为本发明右视图；

图5为本发明楔形块组主视图；

图6为本发明第一楔形块左视图；

图7为本发明第一楔形块右视图；

图8为本发明第二楔形块左视图；

图9为本发明第二楔形块右视图；

图10为本发明外框主视图；

图11为本发明外框左视图。

具体实施方式

下面结合具体实例及附图对本发明进行详细说明。

本发明如图1、2、3、4所示，包括可膨胀外框1和楔形块组，可膨胀外框1从外框两端面交错在圆周表面加工槽11形成可膨胀栅栏式弹性结构，楔形块组为两个外形结构一致的楔形块21、22组成，楔形块较小一端从可膨胀外框1两端分别放入，楔形块之间通过螺杆3连接，螺杆3转动带动两个楔形块21、22在可膨胀外框1内轴向上相向或相对移动，使可膨胀外框1在径向上膨胀或收缩。

楔形块组如图5所示，楔形块21、22楔形面结构一致，通过螺栓3连接，螺栓转动带动两个楔形块轴向上相向或相对运动，从而实现外框径向上的膨胀和收缩。

第一楔形块21如图6、7所示，通过楔形块21大端周向上的齿212实现楔形块在外框1中的定位，进而实现楔形块移动路径的控制；小端加工安装螺杆3的盲孔211。

第二楔形块22如图8、9所示，通过楔形块22上的齿221实现楔形块在外框中的定位，进而实现楔形块移动路径的控制；小端加工安装螺杆3的通孔222。

可膨胀外框1如图10、11所示，外框采用合金钢材质，既能保证硬度、又能确保外框的收缩与膨胀，外框上交错开槽11，槽11的宽度与外框壁厚比≥1。

本发明还提供一种定位方法，通过以下步骤实现：

定位轴安装过程为：将可膨胀定位轴置入金属接头轴孔，通过连接螺杆使得第一、二楔形块21、22发生相向运动，楔形块对外框1产生挤压作用，使其径向向外膨胀，使定位轴外框1锁紧金属接头。

定位轴拆卸过程为：通过连接螺杆作用使第一、二楔形块21、22发生相对运动，卸载楔形块对定位轴外框1产生的挤压力，定位轴外框径向收缩，定位轴脱出。

使用方法如下：

1)将金属接头正确置入弹翼成型工装底模对应部位，按设计样板铺覆顺序进行弹翼铺覆；

2)将可膨胀定位轴置入金属接头轴孔中，注意定位轴底端不要超出下模外侧位置；

3)通过连接螺杆作用使得a、b楔形块发生相向运动，a、b楔形块对定位轴外框产生挤压，使其向外膨胀而锁紧金属接头；

4)上下模对合，定位轴对准上模轴孔位置，上下模紧固合模，合模面处间隙小于0.05mm；

5)产品模塑成型；

6)通过连接螺杆作用使得a、b楔形块发生相对运动，卸载a、b楔形块对定位轴外框产生的挤压力，定位轴外框c收缩，定位轴脱出。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。