[發(fā)明專(zhuān)利]一種火箭短殼壁板內(nèi)外網(wǎng)格加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010595248.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111774814B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦文津;周井文;任培強(qiáng);劉星;鄭方志;殷偉;金超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天智能裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;B23Q17/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發(fā)明涉及一種火箭短殼壁板內(nèi)外網(wǎng)格加工方法，包括：按照設(shè)計(jì)要求，加工制作得到短殼壁板組件；在短殼壁板組件的所有表面噴涂有機(jī)防護(hù)膠；在噴涂有機(jī)防護(hù)膠的內(nèi)輪廓面劃出化銑加工區(qū)域，以進(jìn)行化學(xué)銑切，得到內(nèi)網(wǎng)格；去除內(nèi)外輪廓面的有機(jī)防護(hù)膠，拆除安裝件，將短殼壁板工序件安裝至真空吸附工裝上；開(kāi)啟真空吸附泵，利用真空吸胎完成短殼壁板工序件的定位和裝夾，之后對(duì)外輪廓面進(jìn)行機(jī)械銑削，得到粗加工后的外網(wǎng)格；利用接觸探頭測(cè)量?jī)?nèi)網(wǎng)格與真空吸胎之間的貼合度，并由控制端對(duì)應(yīng)輸出控制信號(hào)給刀具，以精確控制外網(wǎng)格壁厚。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠保證外網(wǎng)格加工精度，避免產(chǎn)品變形、扭曲，同時(shí)提高加工效率、降低加工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火箭短殼壁板加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種火箭短殼壁板內(nèi)外網(wǎng)格加工方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入航天運(yùn)載火箭高密度發(fā)射階段，對(duì)新一代各型運(yùn)載火箭的產(chǎn)能需求和成本控制也日益嚴(yán)苛。前后短殼壁板作為火箭貯箱的重要結(jié)構(gòu)，區(qū)別于常規(guī)筒段壁板單一的內(nèi)輪廓矩形網(wǎng)格，其外輪廓狹長(zhǎng)復(fù)雜的放射型網(wǎng)格承力結(jié)構(gòu)與內(nèi)輪廓整體規(guī)則網(wǎng)格減重結(jié)構(gòu)對(duì)于加工制造工藝性、加工效率要求非常高，對(duì)外網(wǎng)格而言，需要保證加工精度，對(duì)內(nèi)網(wǎng)格而言，需要盡可能去除大余量材料，以實(shí)現(xiàn)減重的目的。

目前對(duì)于此類(lèi)結(jié)構(gòu)短殼壁板的主要加工工藝主要為：內(nèi)外輪廓網(wǎng)格均采用先化學(xué)銑切、后機(jī)械銑削的方式進(jìn)行加工，或者內(nèi)外輪廓網(wǎng)格均直接采用機(jī)械銑削的方式進(jìn)行加工。其中，化學(xué)銑切工藝方法的優(yōu)點(diǎn)為：(1)效率高：采用化學(xué)銑切加工工藝方法能夠同時(shí)對(duì)大批量短殼壁板同時(shí)進(jìn)行銑切效率極高，是機(jī)械銑削加工效率的5～7倍之多；(2)成本低：化學(xué)銑切加工工藝實(shí)際成本僅僅為機(jī)械銑削的13％～22％左右，無(wú)論對(duì)于設(shè)備精度、人員技能水平等要求均遠(yuǎn)低于機(jī)械加工；化學(xué)銑切工藝方法的缺點(diǎn)為：(1)精度差：化學(xué)銑切基本原理為采用無(wú)機(jī)酸對(duì)鋁合金材料未涂保護(hù)膠體的區(qū)域蝕除形成網(wǎng)格，由于化學(xué)銑切侵蝕比現(xiàn)象，對(duì)于狹長(zhǎng)區(qū)域其加工精度極差，誤差達(dá)到±5mm，幾乎難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；(2)容易腐蝕結(jié)構(gòu)：化學(xué)銑切工藝會(huì)產(chǎn)生大量的酸液和有機(jī)膠體，容易對(duì)加工的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕；

而機(jī)械銑削工藝方法的優(yōu)點(diǎn)為：(1)精度高：采用數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工，加工精度能夠控制在±0.05mm以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化銑加工工藝；(2)可靠性高：采用數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工，其加工產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性也遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)化銑加工工藝；機(jī)械銑削工藝方法的缺點(diǎn)為：(1)加工效率低：采用數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工工藝，一臺(tái)數(shù)控龍門(mén)加工中心同時(shí)只能加工一件短殼壁板，而且其網(wǎng)格成型過(guò)程是靠刀具逐個(gè)加工，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化學(xué)銑切工藝；(2)成本高昂：運(yùn)載火箭壁板均為大型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全部數(shù)控加工需要配套真空吸附工裝、大型五軸龍門(mén)加工中心，加之其加工效率遠(yuǎn)低于化學(xué)銑切工藝，其加工成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化學(xué)銑切工藝。

綜上所述，若采用先化學(xué)銑切、后機(jī)械銑削的方式同時(shí)加工內(nèi)外網(wǎng)格，或者單純采用機(jī)械銑削的方式同時(shí)加工內(nèi)外網(wǎng)格，一方面無(wú)法控制外網(wǎng)格的加工精度，不利于保證外網(wǎng)格的承力效果，另一方面也會(huì)大大提高加工成本、降低加工效率，此外，由于內(nèi)外網(wǎng)格在機(jī)械銑削加工過(guò)程中均會(huì)去除大余量材料，材料內(nèi)應(yīng)力釋放會(huì)導(dǎo)致整個(gè)短殼壁板發(fā)生回彈、翹曲及扭轉(zhuǎn)等變形問(wèn)題，使得裝夾時(shí)難以定位加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種火箭短殼壁板內(nèi)外網(wǎng)格加工方法，采用化學(xué)銑切和機(jī)械銑削復(fù)合加工的方式，同時(shí)配合外網(wǎng)格壁厚控制加工，既能提高外網(wǎng)格加工精度、保證外網(wǎng)格承力效果，同時(shí)降低加工成本、提高加工效率、避免產(chǎn)品變形。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種火箭短殼壁板內(nèi)外網(wǎng)格加工方法，包括以下步驟：

S1、按照設(shè)計(jì)要求，加工制作得到短殼壁板組件，其中，短殼壁板組件包含內(nèi)外輪廓面和安裝件；

S2、在短殼壁板組件的所有表面噴涂有機(jī)防護(hù)膠；

S3、在噴涂有機(jī)防護(hù)膠的內(nèi)輪廓面劃出化銑加工區(qū)域，以進(jìn)行化學(xué)銑切，得到內(nèi)網(wǎng)格；