[發(fā)明專利]艙段加工方法及所用脹形工裝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210137311.3
• 申請(qǐng)日: 2012-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103381538A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡鑫;王振強(qiáng);胡建國(guó);何東;馬剛剛;杜鵑;趙林森;羅璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 什邡市明日宇航工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;B21D39/20
• 代理公司: 北京兆君聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11333
• 代理人: 初向慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種飛行器的艙段加工方法及所用脹形工裝。

背景技術(shù)

飛行器艙段是一種鈦合金的筒狀薄壁件，通常為了安裝及加工方便，把它分為若干段，稱為艙段。隨著航天航空技術(shù)的發(fā)展，空間飛行器的性能要求越來(lái)越高，對(duì)艙段的制造技術(shù)要求也越來(lái)越精密。某飛行器艙段(如圖1所示)，為大直徑薄壁長(zhǎng)管，其直徑要求極其嚴(yán)格，要求艙段的周長(zhǎng)公差在±0.10mm之內(nèi)。現(xiàn)有艙段的制造技術(shù)是將板材卷圓焊接成筒體再經(jīng)過(guò)整形達(dá)到要求尺寸，得到的艙段的周長(zhǎng)超出誤差范圍，導(dǎo)致了我國(guó)飛行器艙段與武器大國(guó)產(chǎn)品的差距越來(lái)越大。

如何用高生產(chǎn)效率的方法，生產(chǎn)合格產(chǎn)品且一致性好是長(zhǎng)期困擾生產(chǎn)企業(yè)的難題，也是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的加工方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，提供一種新的艙段加工方法及所用脹形工裝，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率及一致性，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的艙段加工方法包括以下步驟一種艙段加工方法，其中包括以下步驟：(1)、毛胚下料成型；(2)、車艙段外圓；(3)、車艙段內(nèi)孔；所述車艙段內(nèi)孔的尺寸比名義尺寸略小；(4)、用具有錐形脹芯和與所述錐形脹芯配合的脹瓣的脹形工裝脹形達(dá)到所要求的尺寸。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的艙段加工方法，其中所述步驟1的毛胚下料成型包括：

1-1、下料鈦合金板材；

1-2、精銑表面至粗糙度≤1.6μm；

1-3、卷圓焊接，將板材卷成筒形，采用氬弧焊接成圓筒并整形。

前述的艙段加工方法，其中所述步驟3的車艙段內(nèi)孔是將內(nèi)孔尺寸加工到比技術(shù)要求的最小內(nèi)孔尺寸小0.1～0.2mm。

前述的艙段加工方法，其中所述步驟4的脹形包括：

4-1、將脹形工裝用有機(jī)溶液進(jìn)行除油，清洗干凈；

4-2、將脹形工裝的脹瓣內(nèi)表面均勻涂刷石墨酒精混合液，風(fēng)干后用細(xì)砂紙輕微打磨，手感檢查無(wú)硬結(jié)，裝進(jìn)筒體；

4-3、將脹芯配合脹瓣裝入艙段內(nèi)孔，使脹瓣與艙段筒體緊密結(jié)合；

4-4、將裝配好的艙段筒體和脹形工裝置于加壓設(shè)備上，防止載荷偏心，逐漸施壓20-40T，并測(cè)量艙段筒體的周長(zhǎng)至合適尺寸；

4-5、脹形后，將艙段筒體和脹形工裝一并放入真空加熱爐；真空度達(dá)到4.5×10-3Pa，升溫至700℃，保溫，降溫至200℃結(jié)束出爐。

前述的艙段加工方法，其中步驟3所述的車內(nèi)孔的尺寸比名義尺寸略小是比最小內(nèi)孔尺寸小0.1～0.15mm。

本發(fā)明還提供一種用于上述艙段加工方法的脹形工裝，依據(jù)本發(fā)明提出的脹形工裝，其中包括底座、設(shè)于底座上方的脹芯及多塊設(shè)于脹芯四周的脹瓣，其中，所述底座為圓盤形，中心設(shè)有定位圓臺(tái)；所述脹芯為上大下小的錐形圓柱；所述多塊脹瓣是由具有錐孔的圓柱沿軸向切割而成，所述錐孔的錐度與所述脹芯錐形圓柱的錐度相等，所述構(gòu)成脹瓣的具有錐孔的圓柱的外徑為艙段內(nèi)孔直徑的上限。

本發(fā)明的脹形工裝還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的脹形工裝，其中所述的底座中心設(shè)有盲孔或臺(tái)階孔，所述盲孔或臺(tái)階孔的底部設(shè)有螺孔，所述螺孔中設(shè)有用于將脹芯頂出的螺釘。

前述的脹形工裝，其中所述脹芯的錐形圓柱的錐度為10∶1～20∶1。

前述的脹形工裝，其中所述多塊脹瓣是3塊、或4塊、或6塊、或8塊、或10塊。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明艙段加工方法及所用脹形工裝可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明艙段加工方法，由于采用機(jī)加工結(jié)合脹形加工，極大地降低了機(jī)加工的精度要求，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且使成品的一致性及合格率大大提高，制造成本相對(duì)減少，大幅降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，在使用的實(shí)用性及成本效益上，確實(shí)完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，相當(dāng)具有產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

2、本發(fā)明所用脹形工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，制造成本也相對(duì)減少，符合成本效益，相當(dāng)具有產(chǎn)業(yè)的利用價(jià)值。

3、本發(fā)明所用脹形工裝不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝卸快速，在使用上十分方便，由于底座上設(shè)有定位圓臺(tái)，對(duì)脹芯起到定位作用，從而保證了成品的一致性，能夠大幅提升成品的質(zhì)量。