一种固体火箭发动机绝热层表面喷砂辅助测量工具的制作方法

本发明涉及固体火箭发动机装药技术领域，是一种用于非金属固体火箭发动机装药前及衬层成型前，壳体绝热层表面立式喷砂时，确定喷砂工艺技术参数的工具。

背景技术：

非金属固体火箭发动机绝热壳体成型后，其绝热层内表面附着有胶粘剂、脱模剂等杂质，这些杂质严重影响绝热层和衬层或推进剂的粘接性能，易造成绝热层和衬层或推进剂的脱粘，从而导致固体火箭发动机在运输、储存时，其内部结构出现损伤、裂纹以及工作中穿火等情况。因此在发动机衬层和推进剂成型之前必须对绝热层表面进行处理，去除表面附着的杂质，以保证绝热层与衬层/推进剂的有效粘接。

采用立式喷砂系统对绝热层表面进行喷砂处理，依靠砂粒均匀击打在绝热层表面，使绝热层表面脱模剂、胶粘剂等杂质与绝热层有效剥离，以利于绝热层表面粘贴。立式喷砂是通过控制喷枪上下、左右匀速运行，在壳体匀速转动时，喷嘴沿螺旋线运行，实现对绝热层的表面处理。

绝热壳体内型面为复杂型面，一般分为前、后封头，以及筒段部分。为了使各部分达到同样的喷砂处理效果，除了诸如壳体转速、喷枪运行速度、喷砂压强、喷砂入射角等喷砂参数和喷嘴规格保证一致外，还需根据绝热层材料和壳体直径的差别，设定不同的喷距参数及喷砂遍数，以使其达到工艺使用要求喷砂效果。如果喷距调小，喷嘴过分接近绝热层表面，将导致绝热层表面喷砂压强增大，使得绝热层减薄量超出减薄上限，更有甚者，将会造成该台发动机报废，损失巨大。所以在立式喷砂系统中，喷距的确定是直接关系到固体火箭发动机的产品质量的，地位重要。

目前，在涉及喷砂的行业中，由于这些厂商大多为工件外表面喷砂，其控制喷距时，只需通过调整工件或者喷枪的相对位置即可。然而，在固体火箭发动机领域，绝热层喷砂，属于绝热壳体内型面处理。由于绝热壳体的形状特性，其两端开口较小，在喷砂时，喷砂管道通过外部运动控制，实现与之硬连接，并且伸入壳体内喷枪的位置移动，以实现喷距的调整。由于喷砂环境恶劣，喷距对绝热壳体的质量又影响较大，在喷距控制方面，需要的是一种可靠的、结构简单的测量工具。一般的，由于定长距离的单一性、反复性，大多厂商均使用一些长度不等的量块，来对长度进行比对测量。

这些量块在使用中，如果出现当操作人员进入壳体内，需测量喷距的位置高于人体范围的；当壳体开口较小时，操作人员只能通过把手臂伸入壳体内来测量喷距等等情况，不仅操作不便，甚至还有可能出现喷距控制出错的严重质量问题。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的操作不便，难以保证喷砂质量的不足，本发明提出了一种固体火箭发动机绝热层表面喷砂辅助测量工具。

所述辅助杆焊接在所述量块中的套筒外表面，并位于该套筒长度方向的中心处。

所述的量块包括套筒、两个滑动块、两个螺杆、摩擦轮座和摩擦轮。其中，两个螺杆分别为左旋螺杆和右旋螺杆。两个螺杆均位于套筒内，并使该左旋螺杆的一端和右旋螺杆的一端分别装入位于所述摩擦轮座两个端面上的通孔内，并与位于该摩擦轮座内的摩擦轮的两个端面焊接；所述左旋螺杆的另一端和右旋螺杆的另一端分别旋装入滑动块的螺孔内。所述的两个滑动块分别位于套筒内的两端。所述的摩擦轮座位于所述套筒内，并使该摩擦轮座的开口端与所述套筒外圆周上的开口固接；所述的摩擦轮座位于该套筒轴向的对称面上。

在套筒轴向对称面处有摩擦轮座安装孔。所述套筒两端端面上分别加工有自各端面向套筒轴向对称面处延伸的导轨槽；该导轨槽的轴向长度与所述套筒两端端面至摩擦轮座安装孔的距离相同。所述的导轨槽加工在壳体内表面。所述的导轨槽与所述的摩擦轮座安装孔对称的分布在该套筒的圆周上。

所述的滑动块滑动块的长度略小于所述套筒壳体上的导轨槽的长度。在各滑动块一端的外圆周表面均有轴向凸出的滑块；该滑块与套筒上的导轨槽配合。在所述滑块外侧的滑动块外圆周表面均加工有刻度线。在所述各滑动块的内端面加工有螺纹孔，各螺纹孔中心线分别与固定在摩擦轮上的螺杆的中心线重合；所述各螺纹孔的螺纹分别为左旋螺纹和右旋螺纹，以能够与所述左旋螺杆的直径和右旋螺杆配合。所述各螺纹孔的长度分别略大于各螺杆的长度。

所述的摩擦轮座为一端封闭的矩形壳体。该摩擦轮座的内腔能够与所述摩擦轮间隙配合。在所述摩擦轮座两侧表面的壳体上分别有同轴的螺杆的螺杆孔，分别用于安装所述的两个螺杆。

所述的摩擦轮为回转体，该摩擦轮两端端面中心与所述的两个螺杆焊接。组装后的摩擦轮与滑动块内端面的螺纹孔同轴，并使该摩擦轮的圆周表面伸出套筒的壳体。

本发明解决了非金属固体火箭发动机绝热壳体，绝热层表面立式喷砂，在控制喷距参数时，操作人员操作不便，容易出错的问题。能够避免人工操作差错，降低绝热层表面处理质量的风险，有效提高了表面处理质量，保证了表面处理质量的稳定性。

本发明主要根据喷砂时喷距工艺参数具有重复性的特点，利用可变长度的量块来辅助测量控制喷枪和绝热层表面的距离，满足不同直径壳体的喷距工艺参数。所述的量块长度可变，结构类似“花篮螺栓”，其原理为两端分别为左旋螺纹和右旋螺纹的一根螺杆，通过旋转实现两端螺母的间距调节。目前立式喷砂工艺要求喷距为 50mm-100mm范围，喷距随壳体直径变化而相应变化。作为参考，该工具量块的长度可变范围为50mm-80mm。另外，制作一辅助定位杆与之配合使用，方便人工操作。

试验证明：以往需要操作者通过人工凑近测量的，通过该工具中的量块，便可直接判断喷距和喷角是否满足工艺要求；当操作人员身在壳体内，需测量的位置较高时，当壳体开口较小时，操作人员无法进入壳体，只能手臂伸进去测量时，辅助定位杆结合长度量块，可轻松对喷距和喷角进行判断。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)该工具中量块由套筒、滑动块、螺杆、摩擦轮、摩擦轮座构成。该套筒为管状圆柱，其内侧开有一沿母线的矩形槽，矩形槽正对的套筒圆柱面，开有一槽，用于与摩擦轮焊接使用。摩擦轮穿过摩擦轮座两侧的孔，与套筒两端的量块螺母相连。两端的量块螺母为近似圆柱体，其圆柱面母线设置有一个界面矩形的凸棱，用以在套筒矩形槽中滑动定位。另外，螺杆与两端的滑动块螺孔共线，但与套筒轴线偏心。上一端硬木上刻有长度刻度，操作人员可以通过刻度读数，直接判断量块的长度，方便使用。

(2)该工具中辅助杆的设计增加量块作用范围。辅助定位杆为φ4mm的铁质棒状物，其一端通过折弯呈类似“β”字样式，用以方便手持，克服杆的自转力矩，另一端与量块中套筒中段呈60°夹角焊接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是量块的结构示意图。

图3是图2的左视图。

图4是套筒的结构示意图，其中4a是主视图，4b是4a的A-A剖面图。

图5是摩擦轮座的结构示意图，其中5a是主视图，5b是5a的侧视图。

图6是滑动块的结构示意图，其中6a是侧视图，6b是主视图

图中：

1.套筒；2.滑动块；3.螺杆；4.摩擦轮座；5.摩擦轮；6.辅助杆；7.量块；9.滑块。

具体实施方式

本实施例是一种固体火箭发动机绝热层表面喷砂辅助测量工具。由辅助杆6和量块7组成。所述辅助杆焊接在所述量块中的套筒外表面，并位于该套筒长度方向的中心处。

所述的量块7包括套筒1、两个滑动块2、两个螺杆3、摩擦轮座4和摩擦轮5。其中，两个螺杆3分别为左旋螺杆和右旋螺杆。两个螺杆均位于套筒1内，并使该左旋螺杆的一端和右旋螺杆的一端分别装入位于所述摩擦轮座两个端面上的通孔内，并与位于该述摩擦轮座内的摩擦轮5的两个端面焊接；所述左旋螺杆的另一端和右旋螺杆的另一端分别旋装入滑动块2的螺孔内。所述的两个滑动块分别位于套筒1内的两端。所述的摩擦轮座4位于所述套筒1内，并使该摩擦轮座的开口端与所述套筒外圆周上的开口固接；所述的摩擦轮座位于该套筒轴向的对称面上。

所述套筒1为圆形壳体。在套筒轴向对称面处有摩擦轮座安装孔。所述套筒两端端面上分别加工有自各端面向套筒轴向对称面处延伸的导轨槽；该导轨槽的轴向长度与所述套筒两端端面至摩擦轮座安装孔的距离相同。所述的导轨槽加工在壳体内表面。所述的导轨槽与所述的摩擦轮座安装孔对称的分布在该套筒的圆周上。

所述的滑动块2有两个，为回转体。该滑动块的长度略小于所述套筒壳体上的导轨槽的长度。在各滑动块一端的外圆周表面均有轴向凸出的滑块9；该滑块与套筒上的导轨槽配合。在所述滑块外侧的滑动块外圆周表面均加工有刻度线。在所述各滑动块的内端面加工有螺纹孔，各螺纹孔中心线分别与固定在摩擦轮上的螺杆的中心线重合；所述各螺纹孔的螺纹分别为左旋螺纹和右旋螺纹，以能够与所述左旋螺杆的直径和右旋螺杆配合。所述各螺纹孔的长度分别略大于各螺杆3的长度。

所述的摩擦轮座4为一端封闭的矩形壳体。该摩擦轮座的内腔能够与所述摩擦轮 5间隙配合。在所述摩擦轮座4两侧表面的壳体上分别有同轴的螺杆3的螺杆孔，分别用于安装所述的两个螺杆3。

所述的摩擦轮为回转体，该摩擦轮两端端面中心与所述的两个螺杆3焊接。组装后的摩擦轮与滑动块2内端面的螺纹孔同轴，并使该摩擦轮的圆周表面伸出套筒的壳体。