[發(fā)明專(zhuān)利]一種自穩(wěn)定高精度導(dǎo)電薄壁圓環(huán)制備方法及其加工夾具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210627446.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114871705B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海紅;張林;張品榮;李道權(quán);錢(qián)志源;劉承山;高飛;王義堅(jiān);馬志飛;周曾煒;林興顏;王星星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中船九江精達(dá)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00;B23Q3/00;H01R39/28;H01R39/64;H01R43/00
• 代理公司: 南昌恒橋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36125
• 代理人: 楊志宇

本發(fā)明公開(kāi)了一種自穩(wěn)定高精度導(dǎo)電薄壁圓環(huán)制備方法及其加工夾具，在導(dǎo)電薄壁圓環(huán)兩端面設(shè)向心圓弧角，用于導(dǎo)電接觸，在圓環(huán)的外圓上進(jìn)行保持接觸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電區(qū)域和保持固定區(qū)域分離；在導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的制備中，先采用時(shí)效態(tài)TF00的C17200鈹青銅材料實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的成形，將導(dǎo)電薄壁圓環(huán)放置在ZrOsubgt;2/subgt;陶瓷芯軸上進(jìn)行固溶和時(shí)效處理，徹底去除加工殘余應(yīng)力，保持導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的尺寸穩(wěn)定性和精度；在導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的成形中，使用漲芯、漲軸和定位套組成自定心徑向鎖緊夾具，解決導(dǎo)電薄壁圓環(huán)在裝夾時(shí)不易產(chǎn)生變形、多次裝夾不能保證形位公差的問(wèn)題，且裝夾效率高，適應(yīng)批量加工，可廣泛應(yīng)用于對(duì)垂直度、及同軸度有嚴(yán)格要求的導(dǎo)電薄壁圓環(huán)加工裝夾裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置用的導(dǎo)電薄壁圓環(huán)，此種導(dǎo)電薄壁圓環(huán)用于載人航天III期工程空間站、航天器和大功率雷達(dá)的型號(hào)裝備中長(zhǎng)壽命大功率滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置中，屬于滾動(dòng)電接觸技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置采用多個(gè)高彈性導(dǎo)電薄壁圓環(huán)進(jìn)行電傳輸，與傳統(tǒng)滑動(dòng)電接觸相比較，滾動(dòng)電傳輸技術(shù)具有傳輸功率大、摩擦阻力矩小、磨損量小、接觸性能穩(wěn)定、接觸電噪聲低的電傳輸優(yōu)勢(shì)，逐步發(fā)展成為空間站、航天器和雷達(dá)裝備的領(lǐng)域內(nèi)電旋轉(zhuǎn)傳輸優(yōu)選方案。

現(xiàn)有的滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置均采用導(dǎo)電薄壁圓環(huán)和結(jié)構(gòu)保持架形式，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)在電傳輸過(guò)程中，既要與導(dǎo)電接觸材料接觸，又要與不同運(yùn)動(dòng)保持結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行接觸，受不同材質(zhì)的摩擦磨損轉(zhuǎn)移影響，造成滾動(dòng)電接觸性能下降明顯，電傳輸效率不穩(wěn)定。

滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置的每個(gè)環(huán)路中放置的導(dǎo)電薄壁圓環(huán)數(shù)量多個(gè)，且極大狀態(tài)下增加導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的數(shù)量，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的數(shù)量和尺寸精度決定著滾動(dòng)電傳輸裝置的滾動(dòng)電接觸電阻及其焦耳熱耗、可靠性及其工作壽命的核心性能指標(biāo)，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)在往復(fù)應(yīng)力載荷下，具有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)彈性儲(chǔ)能不穩(wěn)定，需開(kāi)展15年以上彈性穩(wěn)定保持，在10⁹次及以上循環(huán)應(yīng)力疲勞狀態(tài)的導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的制備。

當(dāng)前，美國(guó)NASA航天局和Diamond公司、國(guó)內(nèi)航天科技集團(tuán)公司八院和五院?jiǎn)挝坏臐L環(huán)電傳輸技術(shù)研究和應(yīng)用，國(guó)外的滾動(dòng)電傳輸技術(shù)較為成熟，國(guó)內(nèi)滾動(dòng)電傳輸技術(shù)存在導(dǎo)電薄壁圓環(huán)彈性穩(wěn)定性差、疲勞壽命不足、尺寸精度一致性差的問(wèn)題。

國(guó)外美、歐國(guó)家對(duì)長(zhǎng)壽命滾環(huán)的制備工藝技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，已經(jīng)突破了抗疲勞長(zhǎng)壽命滾動(dòng)彈性導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的制備工藝技術(shù)，技術(shù)成果已用于國(guó)際空間站配套長(zhǎng)壽命滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)電傳輸裝置中，可實(shí)現(xiàn)裝備在軌可靠運(yùn)行20年以上，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的應(yīng)力循環(huán)達(dá)到了10⁹次以上。

國(guó)內(nèi)近幾年滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)電傳輸裝置的研制技術(shù)發(fā)展較快，對(duì)彈性導(dǎo)電薄壁圓的精密加工已取得進(jìn)展，提升了滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)電傳輸裝置的電傳輸性能、效率和功率，但對(duì)彈性導(dǎo)電薄壁圓的制備技術(shù)方面還沒(méi)有形成成熟的制備工藝方法，抗疲勞彈性導(dǎo)電薄壁圓的加工精度距離目標(biāo)10⁹次彈性疲勞、導(dǎo)電薄壁圓環(huán)的內(nèi)外圓（內(nèi)外環(huán)的厚度在0.2mm-2mm）的同軸度達(dá)到0.01mm，圓度達(dá)到0.01mm仍有較大差距，因此迫切需要進(jìn)行滾動(dòng)電旋轉(zhuǎn)傳輸裝置的彈性導(dǎo)電薄壁圓制備工藝技術(shù)研究。

自穩(wěn)定因子指導(dǎo)電薄壁圓環(huán)用于接觸的圓弧半徑R與接觸直徑D2的比值，比值越大，其穩(wěn)定性減小，比值大于1，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中處于不穩(wěn)定狀態(tài)；比值為1，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中處于中性穩(wěn)定狀態(tài)；比值小于1，導(dǎo)電薄壁圓環(huán)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有的滾動(dòng)電傳輸技術(shù)性能和可靠性不足，及導(dǎo)電薄壁圓環(huán)制備過(guò)程中不易裝夾，成形精度不可控的難點(diǎn)，發(fā)明一種自穩(wěn)定高精度導(dǎo)電薄壁圓環(huán)制備方法及其加工夾具，解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。