一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法技术

本申请涉及贮箱加工制造技术领域，具体而言，涉及一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，包括：步骤1：对制作推进剂贮箱和法兰的钛合金原材料进行处理；步骤2：对法兰进行机械加工；步骤3：将法兰与推进剂贮箱壳体进行装配焊接；步骤4：将装配焊接后的贮箱法兰进行真空热校形处理；步骤5：对法兰外形进行精调，并且在法兰的耳片上标识安装孔中心基准；步骤6：对安装孔进行基准定位，并且进行机械加工；步骤7：对法兰的外形以及加工完的安装孔进行精度检测。本申请有效解决了推进剂贮箱因薄壁壳体焊接变形和法兰刚性不足造成的法兰外形和安装孔精度保证的难题，能够满足钛合金推进剂贮箱法兰及安装孔的加工和精度保证。进剂贮箱法兰及安装孔的加工和精度保证。进剂贮箱法兰及安装孔的加工和精度保证。

【技术实现步骤摘要】
一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法


[0001]本申请涉及贮箱加工制造
，具体而言，涉及一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法。

技术介绍

[0002]推进剂贮箱是卫星的核心部件，其通过法兰安装在卫星承力筒中，作用是存储和管理推进剂，在规定的流量和加速度条件下，为发动机或推力器提供不夹气的推进剂。法兰外形精度和安装孔位置精度是决定贮箱能否顺利安装的决定性因素，但是推进剂贮箱壳体和法兰均是钛合金薄壁结构，壳体厚度一般在0.8mm～2mm，法兰厚度一般为2mm～8mm，且有周向均布豁口，贮箱为全焊接结构，薄壁壳体焊接变形和法兰刚性不足使得贮箱法兰外形和安装孔精度保证成为贮箱制造过程中的重要难题。
[0003]推进剂贮箱由于其薄壁结构和外形尺寸限制，难以使用高精度数控加工设备完成整贮箱焊接后法兰及安装孔的加工与检测，传统的工艺方法多是采用留余量多次加工和人工修锉校形等，此类方法存在加工效率低、精度低，难以一次性完成贮箱与卫星承力筒的安装，同时多次加工和修锉校形容易造成法兰结构和内部质量缺陷，存在较大的质量风险。
[0004]近年来，随着推进剂贮箱大型化、批产化、快节奏任务需求的不断增加，传统的工艺方法很难适用于新形势下推进剂贮箱的生产加工，因此，提出一种能够高质量、高效率保证贮箱法兰外形和安装孔精度的工艺方法成为确保贮箱顺利生产交付的关键举措。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，能够解决推进剂贮箱因薄壁壳体焊接变形和法兰刚性不足造成的法兰外形和安装孔精度保证的难题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，包括如下步骤：步骤1：对制作推进剂贮箱和法兰的钛合金原材料进行处理；步骤2：对法兰进行机械加工；步骤3：将法兰与推进剂贮箱壳体进行装配焊接：步骤4：将装配焊接后的贮箱法兰进行真空热校形处理；步骤5：对法兰外形进行精调，并且在法兰的耳片上标识安装孔中心基准；步骤6：对安装孔进行基准定位，并且进行机械加工；步骤7：对法兰的外形以及加工完的安装孔进行精度检测。
[0007]进一步的，步骤1中，采用如下方式对钛合金原材料进行处理：步骤1.1：先将钛合金原材料进行粗加工，毛坯单边加工余量≤10mm；步骤1.2：加工完成后进行毛坯应力退火，加热温度为600
‑
650℃，保温时间为2h
‑
3h；步骤1.3：按照设计图纸进行推进剂贮箱壳体的精加工。
[0008]进一步的，步骤2中，采用如下方式对法兰进行机械加工：步骤2.1：按照设计图纸精加工法兰的内外表面和壁厚；步骤2.2：采用线切割的方式切割形成法兰各处的耳片，线切割的速度≤1600
‑
2500mm2/min；步骤2.3：加工完成后，对法兰的几何尺寸、形位公差和表面粗糙度进行检测。
[0009]进一步的，步骤3中，采用如下方式装配焊接法兰与推进剂贮箱壳体：步骤3.1：将法兰零件进行清洗净化，使法兰与贮箱焊口处洁净无影响焊缝质量的污染；步骤3.2：按照设计图纸将法兰与贮箱壳体进行装配；步骤3.3：装配后检查焊缝处间隙和错边量；步骤3.4：间隙和错边量≤0.2mm后，先进行点固焊，焊点数为4
‑
16处，然后按照分段对称均布的顺序进行焊接。
[0010]进一步的，步骤4中，采用如下方式进行真空热校形处理：步骤4.1：将基准环放置在安装支架上，将贮箱法兰装入基准环内，使用固定环和螺栓组件固定并压紧贮箱法兰；步骤4.2：将贮箱和固定工装装入热处理设备中；步骤4.3：按照真空度≤2*10
‑3Pa，加热温度600
‑
650℃，保温时间2h
‑
3h的条件进行热处理；步骤4.4：热处理完成后，将贮箱法兰取出，并取下固定环。
[0011]进一步的，步骤5中，采用如下方式对法兰外形进行精调和标识：步骤5.1：以基准环为基准测量法兰外形尺寸和平面度，如果不满足要求，则进行局部修锉；步骤5.2：满足要求后，按照设计图纸在法兰的耳片上表面标识安装孔中心；步骤5.3：标识过程中，先标识出中心分度圆划线，后标识出耳片均布的中心线，两线的交点即为中心孔基准。
[0012]进一步的，步骤6中，采用如下方式进行安装孔基准定位和机械加工：步骤6.1：将支架和钻套安装环安装在加工设备工作台面上；步骤6.2：找正工作台回转轴线和钻套安装环轴线，两者同轴度≤0.1mm后夹紧固定支架；步骤6.3：将贮箱法兰装入钻套安装环，依次找正各处中心孔基准与钻套孔轴线，同轴度偏差≤0.05mm后，使用压紧环固定贮箱；步骤6.4：启动加工设备依次加工各处安装孔至设计尺寸，加工过程中先钻打底孔，后精加工孔内径或螺纹至设计公差尺寸；步骤6.5：加工完成后，将贮箱法兰从工装内卸下。
[0013]进一步的，步骤7中，采用如下方式对法兰的外形以及安装孔进行精度检测：步骤7.1：先按照设计图纸检验法兰外形和安装孔尺寸公差和形位公差是否满足设计图纸尺寸；步骤7.2：然后将贮箱吊装入校验工装，并将法兰与校验工装进行试装；步骤7.3：试装过程中，要求法兰及安装孔与校验工装无干涉，螺纹孔安装无滞涩，安装完成后法兰各耳片无扭曲变形，满足以上要求则检测合格。
[0014]进一步的，贮箱壳体的壁厚为0.6mm
‑
2mm，法兰为环形薄壁结构，厚度为1mm
‑
10mm。
[0015]进一步的，步骤5.3中，中心孔基准点的数量为4
‑
16处，沿贮箱轴线均布。
[0016]本专利技术提供的一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，具有以下有益效果：
[0017]本申请利用钛合金原材料工艺特性和贮箱法兰外形结构特点，采用薄壁结构精校形、安装孔高精度加工和模拟试装检验等工艺方法，有效解决了推进剂贮箱因薄壁壳体焊接变形和法兰刚性不足造成的法兰外形和安装孔精度保证的难题，流程简单高效，具有很强的通用性，能够满足任意外形尺寸和安装原理类似的钛合金推进剂贮箱法兰及安装孔的加工和精度保证。此外，本申请相较于传统的工艺方法，法兰在零件阶段一次性将外形尺寸加工到位并通过校形与局部精雕保证了外形精度，并且在外形精度满足要求后通过加工工装和设备保证安装孔精度，消除了传统方法多次加工和修锉校形带来的质量风险，能够满足大型化、批产化、快节奏形势下推进剂贮箱的生产加工。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1是根据本申请实施例提供的推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法的流程示意图；
[0020]图2是根据本申请实施例提供的推进剂贮箱法兰及安装孔的结构示意图；
[0021]图3是根据本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：对制作推进剂贮箱和法兰的钛合金原材料进行处理；步骤2：对法兰进行机械加工；步骤3：将法兰与推进剂贮箱壳体进行装配焊接；步骤4：将装配焊接后的贮箱法兰进行真空热校形处理；步骤5：对法兰外形进行精调，并且在法兰的耳片上标识安装孔中心基准；步骤6：对安装孔进行基准定位，并且进行机械加工；步骤7：对法兰的外形以及加工完的安装孔进行精度检测。2.根据权利要求1所述的推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，其特征在于，步骤1中，采用如下方式对钛合金原材料进行处理：步骤1.1：先将钛合金原材料进行粗加工，毛坯单边加工余量≤10mm；步骤1.2：加工完成后进行毛坯应力退火，加热温度为600
‑
650℃，保温时间为2h
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3h；步骤1.3：按照设计图纸进行推进剂贮箱壳体的精加工。3.根据权利要求2所述的推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，其特征在于，步骤2中，采用如下方式对法兰进行机械加工：步骤2.1：按照设计图纸精加工法兰的内外表面和壁厚；步骤2.2：采用线切割的方式切割形成法兰各处的耳片，线切割的速度≤1600
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2500mm2/min；步骤2.3：加工完成后，对法兰的几何尺寸、形位公差和表面粗糙度进行检测。4.根据权利要求3所述的推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，其特征在于，步骤3中，采用如下方式装配焊接法兰与推进剂贮箱壳体：步骤3.1：将法兰零件进行清洗净化，使法兰与贮箱焊口处洁净无影响焊缝质量的污染；步骤3.2：按照设计图纸将法兰与贮箱壳体进行装配；步骤3.3：装配后检查焊缝处间隙和错边量；步骤3.4：间隙和错边量≤0.2mm后，先进行点固焊，焊点数为4
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16处，然后按照分段对称均布的顺序进行焊接。5.根据权利要求4所述的推进剂贮箱法兰外形及安装孔精度安装保证方法，其特征在于，步骤4中，采用如下方式进行真空热校形处理：步骤4.1：将基准环放置在安装支架上，将贮箱法兰装入基准环内，使用固定环和螺栓组件固定并压紧贮箱法兰；步骤4.2：将贮箱和固定工装装入热处理设备中；步骤4.3：按照真空度≤2*10
‑3Pa，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王添，马天驹，赵帆，欧阳瑞洁，候延辉，李海燕，闫潇，刘燕龙，车志杰，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：