本發(fā)明涉及包覆套藥柱剝離試件領(lǐng)域，特別涉及固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置及方法。

背景技術(shù)：

裝填式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離強(qiáng)度是表征推進(jìn)劑藥柱與絕熱層界面粘接性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。如果界面粘接性能未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作失效甚至發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。因此準(zhǔn)確、可靠地檢測產(chǎn)品界面的剝離強(qiáng)度是評(píng)判其粘接性能優(yōu)劣的重要前提。

按相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)或工藝要求，測試前，須將包覆套藥柱表面的絕熱層或包覆套部分沿軸(縱)向分割成若干條具有一定寬度的標(biāo)準(zhǔn)試件，對(duì)試件寬度的要求，在相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)中均有明確規(guī)定，試樣寬度應(yīng)控制在(10.0±0.5)mm范圍內(nèi)，兩試樣兩側(cè)邊應(yīng)保持平行，同一根試樣各部位寬度極差不大于0.20mm。因此如何制取符合測試標(biāo)準(zhǔn)要求的試樣是確保裝填式發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱/方坯粘接界面剝離試件結(jié)果準(zhǔn)確性與可靠性的基本前提。

通常包覆套藥柱的制樣方式為人工手動(dòng)劃片制樣，不僅制樣質(zhì)量不高，人為因素較大，試樣平行度和制樣精度難以得到有效保障，制樣合格率和制樣效率較低，而且由于是面對(duì)面近距離手工劃制樣品，存在一定的安全隱患。

因此，建立裝填式藥柱剝離試件制樣裝置，實(shí)現(xiàn)包覆套藥柱/方坯粘接界面剝離試件用試樣制樣機(jī)械化操作，提高包覆套藥柱剝離試件制樣質(zhì)量和制樣效率，消除安全隱患，確保相關(guān)性能測試結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有包覆套藥柱制樣合格率和制樣效率低，并且存在安全隱患。

本發(fā)明提供的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置包括：基座、安裝在基座上的直線軌道、夾持組件、切割組件和驅(qū)動(dòng)組件；所述夾持組件固定藥柱；所述切割組件的刀具切割藥柱；驅(qū)動(dòng)組件提供動(dòng)力。

進(jìn)一步，所述切割組件包括切割刀具、刀具架、垂直軸向滑軌和水平軸向直線軌道；所述水平軸向直線軌道連接刀具架與基座，并具有在基座上沿水平方向運(yùn)動(dòng)的自由度；所述垂直軸向滑軌安裝于刀具架與夾持組件相對(duì)的表面，所述切割刀具具有沿垂直軸向滑軌滑動(dòng)的自由度。

進(jìn)一步，所述切割刀具包括固定在水平連桿兩端的兩個(gè)刀具頭、分別安裝在兩個(gè)刀具頭上的兩片刀片，所述兩片刀片間距平行，刀片間距可調(diào)，刀具頭角度可調(diào)。

進(jìn)一步，還包括：手控?fù)u柄和手柄，通過手控?fù)u柄與水平軸向直線軌道連接，控制切割組件在水平方向運(yùn)動(dòng)；所述手柄與所述水平桿連接，帶動(dòng)刀具頭沿垂直軸向滑軌滑動(dòng)。

進(jìn)一步，所述夾持組件包括藥柱支撐底座、藥柱夾具；所述藥柱支撐底座固定于基座，并具有沿水平軸向直線軌道移動(dòng)及繞垂直于基座的軸旋轉(zhuǎn)的自由度；所述藥柱夾具包括垂直板和兩片推壓板，所述垂直板與兩片推壓板的運(yùn)動(dòng)方向垂直，用于夾緊藥柱。

進(jìn)一步，所述垂直板與藥柱的接觸面為V形面，所述V形面的夾角為145°-165°，所述V形面的拐角處有凹槽。

進(jìn)一步，所述推壓板的表面與推壓板的運(yùn)動(dòng)方向夾角為20°-40°。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)推壓板運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述基座包括相互垂直的X向直線軌道和Y向直線軌道，所述垂直板和刀具組件分別位于X向直線軌道前后兩端，所述兩片推壓板分別位于Y向直線軌道的左右兩端。

本發(fā)明還提供采用所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置的制樣方法，包括，步驟一、夾持組件固定藥柱；步驟二、刀具組件移動(dòng)至距藥柱合適位置，并切割藥柱。

進(jìn)一步，還包括：步驟三、藥柱繞垂直于基座的軸旋轉(zhuǎn)一定角度后，繼續(xù)切割。

本發(fā)明提供的包覆套藥柱剝離試件制樣裝置與方法與原人工手動(dòng)劃片制樣相比，實(shí)現(xiàn)了對(duì)包覆套藥柱的機(jī)械式夾持、定位，和切割，不僅制樣效率、精度和制樣合格率大幅度提高，而且具有操作簡捷、方便等特點(diǎn)，同時(shí)也從本質(zhì)上提高了操作的安全度。

附圖說明

圖1(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的切割組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的切割組件的刀具頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的藥柱支撐底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的夾持組件的垂直板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置的布局示意圖。

具體實(shí)施方式

下文中，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置及方法作詳細(xì)闡述。

本發(fā)明提供的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置包括：基座、安裝在基座上的夾持組件、切割組件和驅(qū)動(dòng)組件；所述夾持組件固定藥柱；所述切割組件的刀具切割藥柱；驅(qū)動(dòng)組件提供動(dòng)力。

在本實(shí)施例中，所述基座包括相互垂直的X向直線軌道和Y向向直線軌道，在其他實(shí)施例中，所述基座采用十字型基座，或者也可以是其他符合應(yīng)用要求的基座。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖1所示，所述切割組件包括切割刀具、刀具架、垂直軸向滑軌12和水平軸向直線軌道11；所述水平軸向直線軌道11連接刀具架與基座，并具有在基座上沿水平方向運(yùn)動(dòng)的自由度；所述垂直軸向滑軌12安裝于刀具架與夾持組件相對(duì)的表面，所述切割刀具具有沿垂直軸向滑軌滑動(dòng)的自由度。所述切割刀具包括固定在水平連桿15兩端的兩個(gè)刀具頭14、分別安裝在兩個(gè)刀具頭上的兩片刀片，所述兩片刀片間距平行，刀具間距和角度可調(diào)。

具體地，所述切割組件通過水平軸向滑軌11安裝于基座X向直線軌道的一端，所述水平軸向滑軌11可以卡在X向直線軌道的卡槽里，也可以通過滑塊或者其他方式與X向直線軌道相連，需要滿足的是切割組件可以沿著X向直線軌道滑動(dòng)。刀具頭可以沿著垂直軸向滑軌12在垂直方向滑動(dòng)，調(diào)節(jié)刀具頭的水平高度。需要說明的是，兩個(gè)刀片在水平方向的高度相同，它們之間的間距可調(diào)，并且各部分間距相同。為了調(diào)整刀片切割的深度，如圖1(b)所示刀具頭可以繞水平軸旋轉(zhuǎn)。

繼續(xù)參考圖1，刀具組件還包括：手控?fù)u柄和手柄13，通過手控?fù)u柄與水平軸向滑軌連接，控制水平軸向滑軌在水平方向運(yùn)動(dòng)；所述手柄13與所述水平桿連接，帶動(dòng)刀具頭沿垂直軸向滑軌滑動(dòng)。

所述夾持組件包括藥柱支撐底座、藥柱夾具；所述藥柱支撐底座定位于基座，并具有繞垂直于基座的軸旋轉(zhuǎn)的自由度；所述藥柱夾具包括垂直板和兩片推壓板，所述垂直板與兩片推壓板的運(yùn)動(dòng)方向垂直，用于夾緊藥柱。

參考圖2，所述藥柱支撐底座分為上、下兩部分。下部212定位于基座軌道上，位置可前后調(diào)節(jié)，上部211為圓形，兩者通過滾動(dòng)環(huán)連接，底座上部可任意角度自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到調(diào)節(jié)和控制包覆套藥柱位置的目的。完成一根(條)試樣切割后，通過旋轉(zhuǎn)藥柱底座，帶動(dòng)包覆套藥柱旋轉(zhuǎn)一定角度后，實(shí)施下一次切割操作。

本實(shí)施例中，刀片間距離調(diào)整為10mm，刀片定間距保證了試樣切割寬度均勻一致、切邊整齊、平滑。同時(shí)刀具頭的角度可調(diào)，角度范圍(0°～90°)，以便于對(duì)切割深度的控制。垂直軸向滑軌的線性好，350毫米的線性滑軌行走平行度為15微米，保證切割樣品的直線度，刀架上下運(yùn)行有效行程大于250mm，滿足150mm的最大制樣切割長度的要求。將切割刀具、刀具架、滑塊滑軌安裝于水平軌道上，通過手控?fù)u柄控制其沿基座軌道水平方向上的前后運(yùn)行，以調(diào)整切割刀具位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸試樣的切割，

圖3為垂直板與藥柱接觸面示意圖，所述垂直板垂直安裝于X向直線軌道的另一端，并可沿X向直線軌道滑動(dòng)，與藥柱的接觸面為V形面，所述V形面的夾角過小，則不適用于直徑大的藥柱；角度過大則會(huì)影響到固定效果，在本實(shí)施例中所述V形面的夾角為145-165°，所述V形面的拐角處有凹槽，所述凹槽可以防止藥柱滑動(dòng)。

結(jié)合參考圖4，兩個(gè)推壓板221分別安裝于基座1的Y向直線軌道的兩端，并可沿Y向直線軌道滑動(dòng)。推壓板的表面與推壓板的運(yùn)動(dòng)方向夾角為20-40°。垂直板和二片推壓板采用二點(diǎn)一面定位、夾持方式，即一個(gè)“V”形垂直面和二個(gè)推壓點(diǎn)的作用方式，垂直板既起到定位作用，又能確保藥柱保持垂直狀態(tài)。二片推壓板組合為“八”字形，可根據(jù)藥柱直徑的大小調(diào)整“八”字的張合度，既保障了對(duì)包覆套藥柱的穩(wěn)定夾持，同時(shí)對(duì)不同直徑的包覆套藥柱具備通用性，兩塊推壓板由氣動(dòng)控制，工作時(shí)利用兩個(gè)推壓板將藥柱推靠在垂直板上，以保證藥柱有較好的垂直度。

本發(fā)明還提供采用所述的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)包覆套藥柱剝離試件制樣裝置的制樣方法，包括，步驟一、將藥柱放置于藥柱支撐底座，調(diào)節(jié)垂直板、推壓板的位置，滿足夾持組件固定藥柱；步驟二、刀具組件移動(dòng)到藥柱，并切割藥柱；步驟三、切割形成一個(gè)試樣后，藥柱繞垂直于基座的軸旋轉(zhuǎn)一定角度后，繼續(xù)切割。

實(shí)例1

制樣裝置的切割刀具間距可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整，調(diào)節(jié)范圍：(8～12)mm，根據(jù)包覆套藥柱剝離測試的要求，刀片間距調(diào)調(diào)節(jié)至10mm，并對(duì)包覆套藥柱進(jìn)行了一系列切割實(shí)驗(yàn)，測量試樣寬度，每根試樣不同部位測量5個(gè)點(diǎn)，結(jié)果見下表1。

表1包覆套藥柱制樣結(jié)果，mm

結(jié)果顯示，藥柱制樣結(jié)果精度較高，均控制在(10±0.2)mm以內(nèi)，同一試樣不同部位極差最大為0.12mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于(10±0.5)mm的制樣要求。同時(shí)也說明了刀具沿滑軌運(yùn)行時(shí)可實(shí)施良好的線性切割。實(shí)例2

采用本發(fā)明制樣裝置制樣，僅需一人即可實(shí)施制樣操作，小組6名操作人員分別進(jìn)行5批試樣的切割，耗時(shí)情況見下表2。

表2制樣耗時(shí)統(tǒng)計(jì)情況

單批制樣耗時(shí)均在4min以內(nèi)即可完成，制樣效率較人工手動(dòng)制樣提高一倍以上。

本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。