一种火箭短壳壁板内外网格加工方法技术

本发明专利技术涉及一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，包括：按照设计要求，加工制作得到短壳壁板组件；在短壳壁板组件的所有表面喷涂有机防护胶；在喷涂有机防护胶的内轮廓面划出化铣加工区域，以进行化学铣切，得到内网格；去除内外轮廓面的有机防护胶，拆除安装件，将短壳壁板工序件安装至真空吸附工装上；开启真空吸附泵，利用真空吸胎完成短壳壁板工序件的定位和装夹，之后对外轮廓面进行机械铣削，得到粗加工后的外网格；利用接触探头测量内网格与真空吸胎之间的贴合度，并由控制端对应输出控制信号给刀具，以精确控制外网格壁厚。与现有技术相比，本发明专利技术能够保证外网格加工精度，避免产品变形、扭曲，同时提高加工效率、降低加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种火箭短壳壁板内外网格加工方法
本专利技术涉及火箭短壳壁板加工
，尤其是涉及一种火箭短壳壁板内外网格加工方法。
技术介绍
随着我国已经进入航天运载火箭高密度发射阶段，对新一代各型运载火箭的产能需求和成本控制也日益严苛。前后短壳壁板作为火箭贮箱的重要结构，区别于常规筒段壁板单一的内轮廓矩形网格，其外轮廓狭长复杂的放射型网格承力结构与内轮廓整体规则网格减重结构对于加工制造工艺性、加工效率要求非常高，对外网格而言，需要保证加工精度，对内网格而言，需要尽可能去除大余量材料，以实现减重的目的。目前对于此类结构短壳壁板的主要加工工艺主要为：内外轮廓网格均采用先化学铣切、后机械铣削的方式进行加工，或者内外轮廓网格均直接采用机械铣削的方式进行加工。其中，化学铣切工艺方法的优点为：(1)效率高：采用化学铣切加工工艺方法能够同时对大批量短壳壁板同时进行铣切效率极高，是机械铣削加工效率的5～7倍之多；(2)成本低：化学铣切加工工艺实际成本仅仅为机械铣削的13％～22％左右，无论对于设备精度、人员技能水平等要求均远低于机械加工；化学铣切工艺方法的缺点为：(1)精度差：化学铣切基本原理为采用无机酸对铝合金材料未涂保护胶体的区域蚀除形成网格，由于化学铣切侵蚀比现象，对于狭长区域其加工精度极差，误差达到±5mm，几乎难以满足设计要求；(2)容易腐蚀结构：化学铣切工艺会产生大量的酸液和有机胶体，容易对加工的结构产生腐蚀；而机械铣削工艺方法的优点为：(1)精度高：采用数控机床机械加工，加工精度能够控制在±0.05mm以下，远远高于化铣加工工艺；(2)可靠性高：采用数控机床机械加工，其加工产品稳定性和可靠性也远大于传统化铣加工工艺；机械铣削工艺方法的缺点为：(1)加工效率低：采用数控机床机械加工工艺，一台数控龙门加工中心同时只能加工一件短壳壁板，而且其网格成型过程是靠刀具逐个加工，效率远远低于化学铣切工艺；(2)成本高昂：运载火箭壁板均为大型结构，实现全部数控加工需要配套真空吸附工装、大型五轴龙门加工中心，加之其加工效率远低于化学铣切工艺，其加工成本远远高于化学铣切工艺。综上所述，若采用先化学铣切、后机械铣削的方式同时加工内外网格，或者单纯采用机械铣削的方式同时加工内外网格，一方面无法控制外网格的加工精度，不利于保证外网格的承力效果，另一方面也会大大提高加工成本、降低加工效率，此外，由于内外网格在机械铣削加工过程中均会去除大余量材料，材料内应力释放会导致整个短壳壁板发生回弹、翘曲及扭转等变形问题，使得装夹时难以定位加工。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，采用化学铣切和机械铣削复合加工的方式，同时配合外网格壁厚控制加工，既能提高外网格加工精度、保证外网格承力效果，同时降低加工成本、提高加工效率、避免产品变形。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，包括以下步骤：S1、按照设计要求，加工制作得到短壳壁板组件，其中，短壳壁板组件包含内外轮廓面和安装件；S2、在短壳壁板组件的所有表面喷涂有机防护胶；S3、在喷涂有机防护胶的内轮廓面划出化铣加工区域，以进行化学铣切，得到内网格；S4、去除内外轮廓面的有机防护胶，拆除短壳壁板组件上的安装件，得到短壳壁板工序件，将短壳壁板工序件安装至真空吸附工装上，并使内网格与真空吸胎完全贴合，其中，真空吸附工装包括真空吸胎和真空吸附泵；S5、开启真空吸附泵，利用真空吸胎完成短壳壁板工序件的定位和装夹，之后对外轮廓面进行机械铣削，得到粗加工后的外网格；S6、利用接触探头测量内网格与真空吸胎之间的贴合度，并将该贴合度反馈至控制端，由控制端对应输出控制信号给刀具，再次对外网格进行机械铣削，以精确控制外网格壁厚。进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、按照设计要求中的内外曲率半径，将来料钣金件滚弯加工成短壳壁板；S12、在滚弯后的短壳壁板两侧工艺边上，将内外圆弧面分别铣出密封平面；S13、在密封平面上钻设出一个定位销孔，并在密封平面上下两侧各铣出密封槽；S14、在定位销孔和密封槽内安装保护螺杆，保护螺杆外圆与定位销孔之间存在配合间隙，且保护螺杆外圆涂覆隔离热熔胶；S15、在保护螺杆两侧螺纹上涂覆隔离油脂，在密封槽内安装弹性密封圈，将密封螺帽拧入保护螺杆，利用弹性密封圈使密封螺帽与密封槽之间形成密封，完成短壳壁板组件的加工制作。进一步地，所述密封平面的宽度为16mm，所述定位销孔的直径为10mm，所述密封槽的直径为14mm。进一步地，所述保护螺杆外圆与定位销孔之间的配合间隙小于0.04mm。进一步地，所述弹性密封圈为耐酸弹性密封圈。进一步地，所述步骤S3具体是采用定位划胶样板在内轮廓面划出化铣加工区域。进一步地，所述步骤S4中拆除的安装件具体为保护螺杆、密封螺帽和弹性密封圈，所述短壳壁板工序件以定位销孔作为基准，以安装至真空吸附工装上，从而保证前后工序基准一致。进一步地，所述步骤S6中接触探头均匀排布在真空吸胎的圆周方向上，以分别测量内网格各子区域与真空吸胎之间的间隙。进一步地，所述接触探头沿真空吸胎圆周方向的排布角度为0.5°～2°，所述接触探头在真空吸胎内的排布长度为150～250mm。进一步地，所述步骤S6具体包括以下步骤：S61、利用接触探头依次测量内网格各子区域与真空吸胎之间的间隙，即为内网格各子区域与真空吸胎之间的贴合度；S62、将测量的各间隙数据反馈至控制端，根据预设的间隙阈值范围，依次计算内网格各子区域与真空吸胎之间的间隙差值，即内网格各子区域的变形量；S63、将各间隙差值对应输入至外网格加工子程序中，以得到外网格各子区域的补偿控制数据，并对应输出控制信号给刀具，以补偿控制刀具的加工长度；S64、根据接收的控制信号，刀具依次对外网格各子区域进行机械铣削，完成外网格的机械铣削精加工，实现对外网格壁厚的精确控制。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、本专利技术结合火箭短壳壁板的结构特点，采用化学铣切方式加工得到内网格，能够保证内网格的材料去除量大，实现减重目的，同时采用涂覆热熔胶、涂覆隔离油脂以及安装耐酸弹性密封圈的方式，形成定位销孔密封结构，能够避免被酸液腐蚀；采用机械铣削方式加工得到外网格，能够提高外网格加工精度，保证外网格的承力效果，本专利技术采用化学铣切和机械铣削复合加工的方式，能够在保证产品质量的前提下提高加工效率、降低加工成本。二、本专利技术采用化学铣切方式加工内网格，使得内网格上不存在任何加工表面残余应力，避免了由于加工表面残余应力引起的变形和扭曲，有利于后续装夹时的定位操作。三、本专利技术利用接触探头测量内网格与真空吸胎之间的贴合度，结合控制端能够获取内网格各子区域的变形量，从而对应补偿至刀具加工长度，最终实现对外网格壁厚的精确控制。附图说明图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、按照设计要求，加工制作得到短壳壁板组件，其中，短壳壁板组件包含内外轮廓面和安装件；/nS2、在短壳壁板组件的所有表面喷涂有机防护胶；/nS3、在喷涂有机防护胶的内轮廓面划出化铣加工区域，以进行化学铣切，得到内网格；/nS4、去除内外轮廓面的有机防护胶，拆除短壳壁板组件上的安装件，得到短壳壁板工序件，将短壳壁板工序件安装至真空吸附工装上，并使内网格与真空吸胎(5)完全贴合，其中，真空吸附工装包括真空吸胎(5)和真空吸附泵(6)；/nS5、开启真空吸附泵(6)，利用真空吸胎(5)完成短壳壁板工序件的定位和装夹，之后对外轮廓面进行机械铣削，得到粗加工后的外网格；/nS6、利用接触探头(8)测量内网格与真空吸胎(5)之间的贴合度，并将该贴合度反馈至控制端(7)，由控制端(7)对应输出控制信号给刀具，再次对外网格进行机械铣削，以精确控制外网格壁厚。/n

【技术特征摘要】
1.一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照设计要求，加工制作得到短壳壁板组件，其中，短壳壁板组件包含内外轮廓面和安装件；
S2、在短壳壁板组件的所有表面喷涂有机防护胶；
S3、在喷涂有机防护胶的内轮廓面划出化铣加工区域，以进行化学铣切，得到内网格；
S4、去除内外轮廓面的有机防护胶，拆除短壳壁板组件上的安装件，得到短壳壁板工序件，将短壳壁板工序件安装至真空吸附工装上，并使内网格与真空吸胎(5)完全贴合，其中，真空吸附工装包括真空吸胎(5)和真空吸附泵(6)；
S5、开启真空吸附泵(6)，利用真空吸胎(5)完成短壳壁板工序件的定位和装夹，之后对外轮廓面进行机械铣削，得到粗加工后的外网格；
S6、利用接触探头(8)测量内网格与真空吸胎(5)之间的贴合度，并将该贴合度反馈至控制端(7)，由控制端(7)对应输出控制信号给刀具，再次对外网格进行机械铣削，以精确控制外网格壁厚。


2.根据权利要求1所述的一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、按照设计要求中的内外曲率半径，将来料钣金件滚弯加工成短壳壁板；
S12、在滚弯后的短壳壁板两侧工艺边上，将内外圆弧面分别铣出密封平面(1)；
S13、在密封平面(1)上钻设出一个定位销孔，并在密封平面(1)上下两侧各铣出密封槽；
S14、在定位销孔和密封槽内安装保护螺杆(3)，保护螺杆(3)外圆与定位销孔之间存在配合间隙，且保护螺杆(3)外圆涂覆隔离热熔胶；
S15、在保护螺杆(3)两侧螺纹上涂覆隔离油脂，在密封槽内安装弹性密封圈(4)，将密封螺帽(2)拧入保护螺杆(3)，利用弹性密封圈(4)使密封螺帽(2)与密封槽之间形成密封，完成短壳壁板组件的加工制作。


3.根据权利要求2所述的一种火箭短壳壁板内外网格加工方法，其特征在于，所述密封平面(1)的宽度为16mm，所述定位销孔的直径为10mm，所述密封槽的直径为14mm。


4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文津，周井文，任培强，刘星，郑方志，殷伟，金超，
申请(专利权)人：上海航天智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31