本发明涉及柔性接头成型，具体涉及一种复合材料柔性接头成型方法。
背景技术：
1、固体火箭发动机工作原理是通过能量装换装置——喷管，将燃烧室中推进剂燃烧产生的燃气热能转换为燃气流动动能，从而获得预期推力的过程。柔性摆动喷管中的柔性接头不仅需要承受推力形成过程时产生的轴向推力，而且在伺服控制系统作用下沿着摆心做周向运动，影响发动机的姿态控制和轨道控制过程。因此，柔性接头的承压和摆动性能是柔性摆动喷管工作状态的重要影响因素。
2、柔性接头是摆动喷管重要的零部组件，柔性接头不仅需要承受推力形成过程时产生的轴向推力，而且在伺服控制系统作用下沿着摆心做周向运动，影响发动机的姿态控制和轨道控制过程。因此，柔性接头的承压和摆动性能是柔性摆动喷管工作状态的重要影响因素。柔性接头由前后法兰、增强件、橡胶弹性层组成，增强件的强度、刚度和几何尺寸精度影响着柔性接头模压成型质量和力学性能。
3、柔性接头增强件现阶段一般采用低合金超高强度钢30crmnsia或30si2mncrmove锻环进行机械加工，由于其薄壁同心球环型结构，其机械加工精度高、加工难度大，每个增强件均需要投入工装进行辅助加工成型，但报废率依旧较高，且材料利用率非常低。根据模型和实物计算，金属增强件从锻件到产品的材料利用率仅2％，且产品尺寸越大，材料利用率越低；且柔性接头重量的97％以上来自于金属件，柔性接头越重，喷管消极质量越大，由此导致喷管工作效率降低。
技术实现思路
1、本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供了一种缩短产周期、提高材料利用率、降低自重的复合材料柔性接头成型方法。
2、为实现上述目的，本发明提供一种复合材料柔性接头成型方法，柔性接头包括活动倒锥体、增强件及固定后接头，具体成型方法如下：
3、1)制备预成型的橡胶弹性片，并对每一张橡胶弹性片称重标记ai，i表示第i张橡胶弹性片，i为自然数；且ai＝a0i+(7～8％)a0i，a0i表示第i张橡胶弹性片的理论重量；
4、2)将活动倒锥体、增强件及固定后接头放入模具中试模，合模后若上模与下模之间的间隙≤0.2mm，则初步表面活动倒锥体、增强件及固定后接头形位尺寸合格执行步骤3)；
5、3)将活动倒锥体、增强件及固定后接头放入一体化热粘成型模具中，并在活动倒锥体与增强件之间、增强件与增强件之间、增强件与固定后接头之间均放置橡胶弹性片，合模后模拟硫化，模拟硫化的参数与正式硫化的参数一致；
6、4)模拟硫化完成后，检测柔性接头的平行度、高度h的形位尺寸，并测量硫化后每层橡胶弹性片的厚度ti、橡胶弹性片的均匀性及橡胶弹性片的总橡胶溢胶量c，对硫化后的橡胶弹性片进行称重获得每层硫化后橡胶弹性片的重量di；
7、若满足σdi+c≈σai、0.5mm≤ti-t0≤0.5mm、平行度≤0.3、-0.5mm≤h≤0.5mm则执行步骤5)，t0为橡胶弹性片的理论厚度；
8、5)将活动倒锥体、增强件、固定后接头的配合表面进行预处理；
9、6)将经过步骤5)预处理的活动倒锥体、增强件、固定后接头与橡胶弹性层按顺序交错叠层放置一体化成型模具中模压成型。
10、进一步地，所述步骤2)中，合模后若上模与下模之间的间隙＞0.2mm，则更换活动倒锥体、增强件和/或固定后接头直至形位尺寸合格。
11、进一步地，所述步骤4)中若不满足平行度≤0.3、-0.5mm≤h≤0.5mm则进行修模；若不满足0.5mm≤ti-t0≤0.5mm则对每层橡胶弹性片进行加料或者减料，每次按照1g进行调整。
12、进一步地，所述步骤5)中预处理的具体过程为：将活动倒锥体、增强件、固定后接头的配合表面均匀打磨，使配合表面毛化，然后用无水乙醇清理配合表面，并置于50±5℃烘箱中干燥10～15min取出；然后将胶粘剂顺时针、单向涂刷在活动倒锥体、增强件、固定后接头的配合表面，待晾干至手指触摸起丝后，再在各配合面上顺时针、单向涂刷第2遍，待晾干后放入烘箱，升温至80±5℃，干燥5～10min取出；以同样的操作，对每层橡胶弹性片进行一面刷胶，待晾干后放入烘箱，升温至50±5℃，干燥10～15min取出。
13、进一步地，所述步骤6中模压成型的具体过程为：将活动倒锥体、增强件、固定后接头与橡胶弹性层按顺序交错叠层放置一体化成型模具中经1～2mpa冷压后进行3～5次排气使各零部件初步定型定位；
14、然后升温至75±5℃，加压至3～4mpa，保温保压3～5min，保温保压期间快速泄压排气2～3次；继续升温至90±5℃，加压至4～6mpa，保温保压5～8min；继续升温至120±5℃，保压6～7mpa，保温5～8min；继续升温至150±5℃，加压至7～9mpa，保温保压30～40min后随设备冷却至60℃以下，然后卸压冷至室温出模。
15、进一步地，所述活动倒锥体、增强件和固定后接头均为碳纤维三维编制体+rtm复合成型件，且成型方法相同，具体为：
16、1)将3k碳纤维机械编织成整体环状体，经纬方向针距3mm×3mm～5mm×5mm，法向厚度与零件厚度满足：12.5％≤(t-t0)/t≤20％，t为机织套厚度，t0为零件厚度；然后在预压成型工装上进行预压成型，预压成型工装型腔厚度要求：7.5％≤(t-t0)/t≤10％，且预压时间为12～24h，t为机织套预压成型厚度；预压成型后进行无损检测，检查织物内外表面无褶皱后执行步骤2)；
17、2)将完成预压成型的编织体放入rtm成型模具的阳模上，合上阴模，进行工装气密性检测；合格后，抽真空至-0.1～-0.2mpa、抽真空时间为2～4h，保证rtm成型后的产品内部无孔洞或裂纹生成或ct值较大的低密度阴影区；
18、3)对rtm成型模具、酚醛树脂及胶液注射设备进行100℃～130℃预热，然后用胶液注射设备采用低压2～3mpa缓慢注胶液，直至rtm成型模具的出胶口溢出胶液，关闭出胶口，并保压0.5～1h后打开出胶口和排气孔，观察出胶口无气泡冒出后再次关闭出胶口，最后对rtm成型模具进行保压、升温固化，保证树脂充分浸润纤维；
19、升温固化的具体过程为：升温至160°±5c、升温速率1℃/min，保温2.5h；然后继续升温至195°±5c、升温速率0.5℃/min，保温4h。最后随炉冷却至60℃±5℃取出。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21、本发明采用预固化橡胶弹性层，可以较好地保证橡胶弹性层厚度均匀性，进而提升柔性接头的平行度、高度及摆动性能；采用全复合材料柔性接头可以大大降低自重，减小喷管消极质量，同时较大程度上缩短柔性接头的生产周期、提高材料利用率及提升产品性能；
22、本发明采用单层三维编织体，不仅具备复合材料轻质量、高强度、高模量以及机械编织的高效、质量一致性好等特点，还克服了采用铺层或缠绕技术成型的层合复合材料低层间剪切强度以及手工操作引起的质量不稳定等问题；rtm成型工艺具有制造高质量、高精度、低孔隙率和高的纤维体积含量分数、良好的工艺设计性等优点。