[發明專利]一體式中心無孔火箭貯箱箱底內形面加工方法

在審

• 申請號: 202210352691.6
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114888526A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 蔡鵬程;張應宏;王志峰;李興寶;李新友;鐘滔;王洋;劉振軍
• 申請（專利權）人: 北京九天行歌航天科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 白曉菲

本發明提供了一種一體式中心無孔火箭貯箱箱底內形面加工方法，涉及金屬材料成型技術領域，該加工方法包括用立式車床在工件底部外表面中心車盲孔，與內形機加工裝配合；在工件口部外表面焊接若干個輔助工藝塊；工件的內形面粗加工；退火去應力；工件的內形面精加工。本發明能夠實現固定工件，防止裝卡及加工過程中的偏心和松動的現象發生。

技術領域

本發明涉及金屬材料成型技術領域，尤其是涉及一種一體式中心無孔火箭貯箱箱底內形面加工方法。

背景技術

貯箱是火箭中存儲燃料的部件，占到箭體結構重量和空間的50％以上，由箱底、筒段、短殼及其它組件焊接而成，其中箱底是貯箱中關鍵結構件，也是貯箱中研制難度較大的結構件，目前箱底直徑主要有2.25m、3.35m以及5m。傳統箱底是由多個瓜瓣及頂蓋拼焊而成，隨著裝備和工藝的不斷發展，為了提高箱底可靠性，降低主焊縫數量，箱底成型技術逐漸由瓜瓣拼焊向整體旋壓成型發展。

為了保證產品的形面要求，箱底旋壓后厚度約25-40mm，需通過機械加工將厚度減薄至2-4mm，而且需要保證厚度公差在0.5mm(甚至更嚴格)以內。目前一般是通過兩種方式進行機械加工減薄：一種是通過立式車床將厚度車到設計厚度，但旋壓箱底是弱剛性大直徑薄壁結構，整底在機械加工減薄過程中，會產生變形，厚度均勻性難以控制，即使通過大型復雜工裝來提高剛性，仍難以保證加工精度；另一種是通過五軸鏡像銑數控加工，雖然五軸加工工藝精度高，但五軸銑加工成本較高，效率較低，無法滿足商業航天對成本和效率的要求。

考慮成本及效率，現有技術中一般是通過立式車床進行車削加工。工件在車削加工前，一般需要經過模壓、旋壓、退火、固溶、時效處理，這些過程會產生不均勻的溫度場和不均勻的彈塑性變形，工件產生了較大的殘余應力，尤其是工件從近40mm厚車削到2-4mm厚，加工量大，在加工過程中隨著應力釋放和重新分布，變形較大，尤其是在加工后期，隨著工件剛性的減弱，工件車削過程中變形會愈加明顯，形面和厚度難以保證。另外，由于工件徑厚比較大，在裝卡初期輕微的偏心，會導致加工后尺寸有較大的偏差。在車削的過程中，離心力較大，也會產生偏心，這些偏心均會導致精度無法達到要求。

限于當前旋壓技術條件，目前旋壓箱底底部均有通孔，內形面加工時，中心通孔有利于底部的定位，避免裝卡及車削加工過程的偏心。但是對于底部無中心通孔的旋壓箱底，立車加工前定位并保證不偏心的難度較大，而且無相關的工裝設計經驗可以借鑒。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種一體式中心無孔火箭貯箱箱底內形面加工方法，以解決現有技術中對于底部無中心通孔的旋壓箱底底部，內形面加工時，立車加工前定位并保證不偏心的難度較大的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種一體式中心無孔火箭貯箱箱底內形面加工方法，包括以下步驟：

S1：用立式車床在工件底部外表面中心車盲孔，與內形機加工裝配合；

S2：在所述工件口部外表面焊接若干個輔助工藝塊；

S3：所述工件的內形面粗加工；

S4：退火去應力；

S5：所述工件的內形面精加工。

根據一種可選實施方式，步驟S2與步驟S3之間還包括：通過吊具將所述工件裝卡在所述內形機加工裝上，通過中心定位支撐與所述工件外表面中心盲孔配合，實現工件下部分定位；通過壓頂調正組件與所述工件的輔助工藝塊配合，實現所述工件上部分的定位與固定；再通過可調支撐，保證所述工件與所述內形機加工裝的剛性固定。

根據一種可選實施方式，所述中心定位支撐包括定位架和定位銷，所述定位架設于所述工件底部外表面上，所述定位銷通過所述定位架插入所述工件外表面中心的盲孔。

根據一種可選實施方式，所述可調支撐包括可調支撐A和可調支撐B，所述可調支撐A和所述可調支撐B用于提高工件與內形機加工裝的配合剛性。