[发明专利]一种插接式捆绑支座的无约束装配方法

说明书

技术领域

本发明创造属于航空航天领域，尤其是涉及一种插接式捆绑支座的无约束装配方法。

背景技术

在目前国内航天产品中，捆绑支座作为连接芯级箭体与助推器的重要连接件，已广泛应用在运载火箭的一级箱间段等壳体上。现有的捆绑支座连接方式一般采用径向螺栓连接：捆绑支座装配在运载火箭壳体外侧，通常为架下利用摇臂钻床制出壳体径向螺栓孔，然后再将捆绑支座与壳体进行径向螺接。

随着运载能力要求的不断提高，我国新研制的新一代大运载火箭具有高性能、大运载能力等特点，其捆绑支座采用与壳体插接方式进行连接。插接式捆绑支座通过蒙皮开口将其支脚插入壳体，并通过轴向连接螺栓将其支脚与中间框、内加强件、外加强件等零件进行连接。同时，为保证捆绑支座连接的可靠性，捆绑支座常采用30CrMnSiNi2A等高强度钢材质，其硬度较高，制孔加工极为困难。

在XX-5一级后过渡段壳体首发产品插接式捆绑支座装配过程中，由于捆绑支座轴向连接孔距离蒙皮过近，存在操作空间受限，只能采用手工操作方式进行加工，而手工钻铰的安装孔孔径超差较多、质量一致性不高，捆绑支座安装孔要求的孔精度为Φ12₀^+0.043，使用手工钻铰的安装孔的孔径质量的超差率达30％；同时，手工钻铰制靠近蒙皮15mm处的螺栓孔铰孔时，铰刀一次只能旋转30°，手工铰孔示意图如图1和图2所示。操作空间的限制导致钻绞效率低，根据统计完成捆绑支座上插头上的8个螺栓孔约计5.9小时。此外，捆绑支座下插头的螺栓孔的钻铰，只能躺在型架平台上仰面向上钻铰，钻铰效率较上插头更低，钻8个螺栓孔约计9小时。因此，为提高插接式捆绑支座装配质量及其装配效率，对插接式捆绑支座装配工艺方法进行了深入研究，并通过工程实践验证了工艺方法的正确性，满足了连接要求。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种克服手工钻铰靠近蒙皮的装配孔过程中受到的操作空间限制，并为插接式捆绑支座提供无约束的装配方法。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种插接式捆绑支座的无约束装配方法，包括以下步骤：

S1.首先确定捆绑支座与蒙皮、中间框和内外加强板的装配位置，透过捆绑支座自带的连接孔向位于其支脚上表面的外加强板和位于其支脚下表面的中间框及内加强板上钻制连接孔，并用3～5个施工螺钉穿过所述连接孔螺接各部件形成复合夹层，然后，选取2～3个远离蒙皮的连接孔作为定位孔，并使用自动进给钻对复合夹层的定位孔进行铰孔，并留有0.1mm的铰削余量；

S2.拆分复合夹层，使用工艺蒙皮替换S1中蒙皮，重新复位复合夹层并使用过渡配合的定位轴销穿过所述定位孔定位捆绑支座、中间框、内外加强板和工艺蒙皮；

S3.将带有与复合夹层所需装配孔一一对应的模孔的钻模板对齐相应的定位孔并使用S2中的定位轴销固定在所述复合夹层的上表面，使用自动进给钻对靠近工艺蒙皮侧的复合夹层进行制孔，并精铰至终孔，然后根据钻模板上的模孔位置对剩余的连接孔进行透孔；

S4.再次拆分复合夹层，使用S1中的蒙皮替换工艺蒙皮，以靠近蒙皮侧精铰的连接孔为基准，先对其定位孔进行精铰至终孔，然后使用施工螺钉穿过所述定位孔及靠近蒙皮侧的精铰的连接孔螺接复合夹层，使用自动进给钻精铰复合夹层上剩余的所有连接孔，最后，使用符合设计要求的铰制孔螺栓穿过所有的连接孔螺接复合夹层。

其中，针对捆绑支座硬度大、手工制孔操作困难、质量一致性不高、制孔过程耗时长的问题，并考虑到捆绑支座与中间框、内外加强板形成的复合夹层中，每层部件上的连接孔均需协调钻至，选用自动进给钻与钻模板配合使用，既能满足自动进给钻装夹定位要求，又能满足捆绑支座复合夹层协调制孔的要求。

进一步，为避免制孔过程中出现蹦刀、制孔精度低、刀具磨损严重等缺陷，采用硬质合金钢材质刀具作复合夹层的切削刀具。

进一步，所述自动进给钻的钻速设置为400～600r/min，铰削余量为0.1～0.3mm，进给量设置为0.1～0.2mm/r。

其中，S1中为了保证对复合夹层各方位的均匀定位，选取所需连接孔分布阵列的对角线上的孔作为定位孔。

进一步，所述定位孔分布于连接孔分布阵列的中心线的两侧。

其中，S2中为了避开蒙皮对操作空间的限制，使用与蒙皮同等厚度且与中间框等高的工艺蒙皮替换蒙皮，用以补偿被替换蒙皮的间隙，由于工艺蒙皮的高度未超过外加强板所在的平面，因此使用自动进给钻铰孔的过程不会再受到操作空间的限制，提高了铰孔效率及精度。