技术特征：
1.一种固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，包括：s1、喷管缠绕组件的成型；s2、清理成型工装表面，在表面粘贴脱模布；s3、喉衬朝下，将喷管缠绕组件倒放固定装配在成型工装上；s4、复合壳体下段的预浸料铺层及预压：将裁剪好的多层预浸料按照设计角度完全覆盖到成型工装及喷管缠绕组件扩散段表面，形成截面呈“7”字形的复合壳体下段，并采用抽真空装置进行抽真空；s5、预固化成型：将配备有抽真空装置的复合壳体下段同成型工装转入热压罐，在设计温度和压强下对复合壳体下段进行固化，并同时进行抽真空；s6、脱模及表面处理：将复合壳体下段和成型工装的边缘影响脱模的复合壳体下段余边进行清理，成型工装与复合壳体下段进行分离，分离完毕后对复合壳体下段的表面进行清理；s7、复合壳体上段的预浸料铺层及预压：将裁剪好的多层预浸料按照设计角度完全覆盖到已固化复合壳体下段端面及喷管缠绕组件扩散段对应复合壳体上段位置，形成截面呈l形的复合壳体上段，并采用抽真空装置进行抽真空；s8、固化成型：将配备有抽真空装置的复合壳体上段转入热压罐，在设计温度和压强下对复合壳体上段进行固化，并同时进行抽真空，得复合壳体；s9、机加：对复合壳体进行机加，使复合壳体尺寸满足设计要求。2.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s1中，喷管缠绕组件扩散段位置与复合壳体下段配合表面具有多个凹槽；复合壳体上下端面及喷管缠绕组件扩散段交界位置进行隔热层圆滑过渡避免存在三角区域；喷管缠绕组件扩散段的大端端面进行端面车平，确保大端端面与喉衬端面平行、与喷管缠绕组件轴向垂直。3.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s2中，成型工装表面需用无毛纸及乙酸乙酯进行清理，然后将成型工装与喷管缠绕组件扩散段位置及铺层工作表面贴上脱模布。4.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s3中，成型工装包括套筒和设置于所述套筒上端的顶板以及设置于所述套筒下端的底板，所述顶板中部开设有供所述喉衬伸入至套筒内部的通孔，所述喉衬与所述底板之间具有间隙；所述底板中部设置有贯穿所述通孔的支撑杆，所述支撑杆上端设置有定位板，所述定位板与所述顶板之间具有夹持所述喷管缠绕组件扩散段的夹持空间。5.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s5中，复合壳体下段的预浸料铺层及预压步骤具体包括：s401、预浸料下料，按照下料设计要求，分别裁切得到0
°
预浸料、+45
°
预浸料、-45
°
预浸料、90
°
预浸料；s402、将装配好后的喷管缠绕组件与成型工装放入烘箱中50℃预热1h；s403、在喷管缠绕组件扩散段位置与复合壳体下段的配合表面涂刷胶粘剂；s404、0
°
预浸料铺层1，将复合壳体下段对应喷管缠绕组件扩散段位置向大端平移10mm进行划线标记，成型工装端面法兰位置直径+10mm标记，以复合壳体法兰位置与喷管缠绕组
件扩散段的拐角位置为起点，将起点贴合后，分别向扩散段大端、法兰端面位置推赶至完全贴合，首条完成后重复该步骤进行下一条预浸料铺层，直至0
°
预浸料完全铺设完成；s405、+45
°
预浸料铺层，以喷管缠绕组件扩散段标记位置为基准粘贴由大端向小端粘贴+45
°
预浸料，至复合壳体法兰位置与扩散段拐角位置，将拐角位置裁剪三角形缺口，使拐角位置粘贴无间隙无重叠；s406、法兰位置铺层1，以工装标记法兰位置为起点，进行法兰位置预浸料铺层，由外向内推赶压实，拐角位置裁剪三角缺口，保证拐角位置粘贴无间隙无重叠；s407、0
°
预浸料铺层2，铺层方式同s404的0
°
预浸料铺层1；s408、-45
°
预浸料铺层，铺层方式同s405的+45
°
预浸料铺层；s409、法兰位置铺层2，方式同s406，起点位置偏移45
°
；s410、90
°
预浸料铺层，单向布螺旋缠绕固定喷管缠绕组件扩散段位置；s411、法兰位置铺层3，方式同s406，起点位置偏移90
°
；s412、真空预压，采用抽真空装置进行抽真空处理，将整体放置在烘箱内50℃边加热边抽真空，2～3h；s413、铺层：1)-45
°
预浸料铺层，同s408；2)法兰位置铺层，同s409，起点与s411偏移45
°
；3)0
°
预浸料铺层，同s407；5)+45
°
预浸料铺层，同s405；6)法兰位置铺层，同s406，起点与s411偏移90
°
；7)0
°
预浸料铺层，同s404；s414、真空预压，采用抽真空装置进行抽真空处理，将整体放置在烘箱内50℃边加热边抽真空，2～3h；s415、重复两组铺层预压过程至壳体厚度满足设计要求，且有2mm以上余量。6.根据权利要求5所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s401中，预浸料下料方式为：0
°
预浸料下料，将复合壳体下段一周均分为24份，每份15
°
，在三维做图软件进行曲面展开，确定尺寸后，进行自动裁片机才裁片；+45
°
预浸料下料，将复合壳体下段与喷管缠绕组件扩散段接触位置均分为3份，每份120
°
，在三维做图软件进行曲面展开，并在下端延长10mm，确定尺寸后，进行自动裁片机才裁片；-45
°
预浸料下料尺寸确定方式同45
°
预浸料下料，裁片机下料纤维方向与45
°
相反；+45
°
预浸料/-45
°
预浸料对应复合壳体法兰位置下料，在cad图纸测量复合壳体法兰根部直径、复合壳体端面直径，确定复合壳体法兰位置尺寸，进行自动裁片机才裁片；90
°
预浸料下料，沿单向布纤维长度方向进行宽5mm，长2000mm的纤维长条，长2000mm方向为纤维长度方向。7.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s5中，预固化条件为：室温
→
50
±
5℃/2h
→
95
±
5℃/6h
→
50
±
5℃，热压罐内压力0.1
±
0.02mpa
→
2.8
±
0.2mpa/11.5h
→
0.1
±
0.02mpa，升温及保温过程中压力为2.8
±
0.2mpa，升温速率为0.2℃/min，升压速率为0.05mpa/min，降温速率为0.1℃/min，降压速率为0.025mpa/min。8.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s7中，复合壳体上段的预浸料铺层及预压步骤具体包括：
s71、预浸料下料，下料方式同s401；s72、在喷管缠绕组件扩散段位置与复合壳体上段配合表面涂刷胶粘剂；s73、铺层，铺层方式同s404-s411；s74、真空预压，采用抽真空装置进行抽真空处理，将整体放置在烘箱内50℃边加热边抽真空，2～3h；s75、铺层，铺层方式同s413；s76、真空预压，采用抽真空装置进行抽真空处理，将整体放置在烘箱内50℃边加热边抽真空，2～3h；s77、重复两组铺层预压过程至壳体厚度满足设计要求，且有2mm以上余量。9.根据权利要求5或8所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述预浸料为碳纤维增强环氧树脂预浸料。10.根据权利要求1所述的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，其特征在于，所述步骤s8中，固化成型条件为：室温
→
80
±
5℃/2h
→
120
±
5℃/2h
→
135
±
5℃/2h
→
160
±
5℃/4h
→
60
±
5℃，升温开始，即加初压1mpa；50℃开始全压2.8mpa，160℃保温结束后自然降压；升温速率为0.2℃/min，升压速率为0.05mpa/min，降温速率为0.1℃/min，降压速率为0.025mpa/min。
技术总结
本发明提供一种固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体的成型方法，包括：S1、喷管缠绕组件成型；S2、清理成型工装表面，在表面粘贴脱模布；S3、喉衬朝下，将喷管缠绕组件倒放固定装配在成型工装上；S4、复合壳体下段的预浸料铺层及预压；S5、预固化成型：在设计温度和压强下对复合壳体下段进行固化，并同时进行抽真空；S6、脱模及表面处理；S7、复合壳体上段的预浸料铺层及预压；S8、固化成型：在设计温度和压强下对复合壳体上段进行固化，并同时进行抽真空，得复合壳体；S9、机加：对复合壳体进行机加，满足设计要求。通过该成型方法制备了一种质轻、性能稳定、承载能力强且满足设计要求的固定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体。定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体。定潜入式全复合材料发动机喷管复合壳体。
技术研发人员：李艳阳 任海成 李润暖 郭培江 曾建军 高银东
受保护的技术使用者：湖北三江航天江北机械工程有限公司
技术研发日：2022.12.14
技术公布日：2023/3/31