火箭发射架定向器生产的工装设计

□ 杨炳华 □ 王星钧

新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室 乌鲁木齐 830002

定向器是火箭发射架的重要构件之一，安装在火箭架的上部，起着装载和定向发射火箭弹的作用，它由发射导轨、导轨活动垫块、导轨撑架、导轨托架等部件组成，如图1所示。

该火箭发射定向器可装载WR-98型、HJD-82型、RYI-6300型和BL-1型号的火箭弹，具备发射导轨的包容圆直径可调的功能。

装载待发射火箭弹的发射导轨，其包容圆直径的大小取决于上述部件的加工精度。包容圆直径小，火箭弹装不进导轨内；包容圆直径大，则定向性能差。火箭发射时弹架的共振会损坏定向器，所以定向器生产的关键是解决好发射导轨包容圆直径的合适度。由于发射导轨较长，组件较多，影响其精度的因素不仅是部件的高度误差，还与部件的平直度和连接螺栓孔径、孔位的一致性等都有很大的关系，如果采用手工加工，则达不到发射导轨包容圆直径设计的技术要求。

随着对火箭作业的需求增多，如何提高生产效率、降低成本，是火箭发射架生产厂家关心的问题。采用工装对其进行加工，使组件标准化，可减少部件加工工序，缩短加工时间。

笔者针对发射导轨、导轨活动垫块、导轨撑架和导轨托架的结构，经多次试验，设计制作出相关工装，并利用此工装进行发射架的生产。

1 工装设计

1.1 发射导轨与导轨活动垫块

1.1.1 发射导轨与导轨活动垫块铝合金挤压成型模

发射导轨是组成定向器最基本的元素，由上、下两根发射导轨组成，发射导轨内装载待发射的火箭弹。因为要装载不同直径的火箭弹，选择发射导轨和导轨活动垫块的规格也就不同，通过组合，可以发射WR-98型 （φ82 mm）、HJD-82 型 （φ82 mm）、RYI-6 300 型（φ66 mm）和 BL-1型（φ56 mm）火箭弹。

导轨活动垫块有上、下之分，它的作用是将上、下发射导轨与导轨撑架之间隔开一定的距离，提供了火箭弹尾翼滑行的空间。上导轨活动垫块，固定正向安装；下导轨活动垫块，可以正、反向安装，用于改变发射轨道的包容圆直径。

▲图1 6导轨定向器结构设计图

根据图1中发射导轨和上、下导轨活动垫块的截面图与挤压机型号，其挤压模具及制作工艺基本相同，以下导轨活动垫块为例，设计一个一次挤压成形模具。

考虑到减轻整体定向器的质量、导轨的平直度和刚性以及抗氧化性、耐腐蚀等因素，采用铝合金材质6063制作，利用直径约170 mm的H13钢（4Cr5MoSiV1国内牌号），设计的下导轨活动垫块一次挤压成型模具如图2所示。

模具由模垫、型模、导流模三部分组成。原材料经过型模挤压后达到设计的样式及尺寸，导流模是把成形的铝合金材料托住导向，沿一定的轨道出模。生产时，模具安装在挤压机（约880 t规格）内，将铝合金材料加热至480～500℃的温度，进挤压机挤压成长条料，然后由拉伸机进行拉伸校直成型材。定向器生产厂家可依据发射导轨和导轨活动垫块的设计长度，截取而用。

1.1.2 发射导轨定位钻孔模

发射导轨要固定在导轨撑架上，需要在每根导轨上按设计尺寸钻5个孔，其中4个φ9 mm的孔用来穿过螺栓，1个φ16 mm的孔安装点火触头总成，各孔间距必须准确，孔的中心位置应在导轨中心的连线上，否则无法装配。

导轨钻孔定位模具由扁钢钻模板和固定架组成。扁钢钻模板采用1 610 mm×30 mm×8 mm的扁钢，在扁钢一端焊一挡板，在扁钢的中心连线上按距离、孔径钻好孔，孔位中都镶有经过淬火处理的钻套，保证了使用的准确度和耐久性；固定架采用10 mm宽的扁钢制成，中间有1根丝杆，丝杆上部焊接1根旋转杆，如图3所示。使用时，把扁钢钻模板放到发射导轨的槽内，挡板紧贴发射导轨的后端面，两个固定架按图示位置固定在发射导轨上，转动旋转杆，丝杆下移，顶在扁钢钻模板上，将扁钢钻模板和发射导轨固定在一起，完成钻孔。

▲图3 φ82 mm、φ66 mm发射导轨定位钻孔模具设计图

▲图2 下导轨活动垫块一次挤压成型工装设计图

1.2 导轨撑架铝横条铣槽夹具

导轨撑架起着固定上、下两根发射导轨和导轨活动垫块的作用。导轨撑架的生产早期采用钢板线切割，然后电镀，设备重且使用一段时间会氧化。曾考虑采用铝合金压铸一次成形模具，由于模具的制作成本过高而放弃。

本文采用铝合金条组合方法解决这个问题，每片导轨撑架需用铝合金横条2根、铝合金竖条4根以及8个M8不锈钢螺栓用于连接固定。

为了保证导轨撑架组合的强度和精度，在每根铝合金横条上铣4条槽，槽的宽度、深度、位置必须精准。每一个发射轨道由一组4个导轨撑架组成，所以轨道撑架铣槽夹具需排列铝合金横条8根，并且一次加工完毕，才能保证发射导轨的平直度和轨道包容圆直径的一致性，设计的导轨撑架铝合金横条铣槽夹具如图4所示。

导轨撑架铝合金横条铣槽夹具由4根框架固定螺栓、前后2片挡板、7根导轨撑架铝合金横条固定螺栓组成。先将8根切割好的铝合金横条整齐排列在框架内，旋紧4根框架固定螺栓的螺母，再旋紧7根导轨撑架铝合金横条固定螺栓的螺母，将8根待加工的铝合金横条并列挤压在铣床台面上，按尺寸一次性在每根铝合金横条上铣出4个槽，这样保证了一组4片轨道撑架铝合金横条上槽的宽度、深度和间距的一致性和装配精度与零件间的通用性、互换性。

▲图4 导轨撑架铝合金横条铣槽夹具设计图

▲图5 导轨托架焊合夹具设计图

每根铝合金横条上要钻4个孔，每根铝合金竖条的两头钻孔、攻丝，最后用8个涂上螺纹胶的不锈钢（M8内六角）螺栓，将2根铝合金横条和4根铝合金竖条组装连接成轨道撑架。

1.3 导轨托架焊合夹具

导轨托架起着连接导轨撑架的作用，采用40 mm×20 mm、3 mm厚方形铁管焊接制作。由于焊接时热应力发生变化，导致整个托架容易变形。因此，在焊接时必须用夹具将每根待焊管固定，整体焊毕，冷却后才从夹具中取出，才能保证导轨托架的平直度。

在一块1 720 mm×524 mm×16 mm的平直钢板上，按设计位置焊接14片挡板和4个螺栓，4片压板穿在螺栓上，如图5所示。

将6根切割好的待焊管紧靠挡板摆放，用平台上的4个压板通过螺栓将6根待焊管紧紧固定在夹具上，逐一完成上部的焊接，冷却后翻过来，完成整体焊接。

2 结束语

本文根据定向器的结构和加工需要，设计制作了下导轨活动垫块的铝合金挤压成形模、φ82 mm和φ66 mm组合式发射导轨定位钻孔模、导轨撑架的铝合金横条铣槽夹具、导轨托架的焊合夹具，利用上述工装生产出的下导轨活动垫块、导轨撑架、导轨托架，达到了加工精度的要求。经试验证明，定向器所有部件均采用模具化生产，保证了部件的互换性和定向器发射导轨包容圆直径的一致性，具有较高的实用价值。

［1］ 章澄昌，许焕斌，段英.人工影响天气岗位培训教材［M］.北京：气象出版社，2003.

［2］ 陈光学，王铮.人工影响天气作业方法及设备［M］.北京:中国宇航出版社,2002.

［3］ 杨炳华，王旭，廖飞佳.新疆人工影响天气［M］.北京：气象出版社，2014.

［4］ 杨炳华，魏旭辉，王星钧.新疆人工增雨防雹作业装备使用与维护［M］.北京:气象出版社，2014.