[发明专利]一种精密碳纤维桁架的粘接与装配方法

说明书

一种精密碳纤维桁架的粘接与装配方法涉及空间光学遥感技术领域，解决了精密碳纤维桁架的粘接与装配过程复杂且漫长的问题，该方法包括：对上金属镶嵌件下表面和下金属镶嵌件上表面进行研磨、对杆接头进行修正的过程；制作粘接辅助装置的过程；利用粘接辅助装置制作桁架杆组件的过程；装配上板组件、桁架杆组件和下板组件得到精密碳纤维桁架的过程。本发明的通过粘接与装配，无需机床二次加工，不会对碳纤维结构造成污染和腐蚀。通过采用粘接辅助装置粘接杆接头与桁架杆，粘接精确且粘接后不需要机床二次加工，缩短了研制周期，提高了装配的精度简化了装配难度，同时容易满足空间相机各种接口的精度要求，推进空间光学遥感技术的发展。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，具体涉及一种精密碳纤维桁架的粘接与装配方法。

背景技术

随着现代军事、科研等领域要求的不断提高，空间相机正朝着大口径、长焦距、高轻量化的方向迈进。在总成直至在轨工作的整个过程中，空间相机会经历严酷的热、力学环境考验。为了保证成像质量，空间相机的支撑结构需要具有良好的强度、刚度以及高度的热、力学稳定性。

碳纤维复合材料是一种优异的新型结构材料，广泛应用于航空、航天等领域内的轻量化结构中，具有低密度和高弹性模量的特性，比刚度极高，热膨胀系数小并且可以根据需求设计，因此非常适合制造空间相机的支撑结构，特别是复杂的桁架结构。

现有的精密碳纤维桁架由于碳纤维复合材料无法像金属材料一样加工螺纹，通常需要在所有连接接口处设置加工好的金属镶嵌件，以预埋或者外部粘接的方式与碳纤维结构形成整体。在实际工程化过程中，金属镶嵌件的定位精度控制通常难以满足空间相机各种接口的精度要求，导致支撑桁架整体尺寸、支撑桁架几何精度、相机的组件安装精度等产生超差甚至无法使用。一般采用对金属镶嵌件进行二次加工的方式来修正桁架粘接和装配带来的尺寸和几何误差，但由于桁架形状复杂，碳纤维表面强度不易于装卡，机床冷却液对碳纤维结构会造成污染和腐蚀，预埋件和粘接件加工过程中可能与碳纤维层撕裂或脱落等问题，粘接后需要机床二次加工，二次加工的过程复杂且漫长，严重制约项目的研制周期。

发明内容

为了解决现有精密碳纤维桁架的粘接与装配过程复杂且漫长的问题，本发明提供一种精密碳纤维桁架的粘接与装配方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种精密碳纤维桁架的粘接与装配方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、对上金属镶嵌件下表面和下金属镶嵌件上表面进行研磨直至共面度符合要求、对杆接头进行修正；

步骤二、制作桁架杆组件的粘接辅助装置；

步骤三、利用粘接辅助装置制作桁架杆组件；

步骤四、装配上板组件、桁架杆组件和下板组件得到精密碳纤维桁架。

按照粘接与装配方法制成的精密碳纤维桁架。

在粘接与装配方法的步骤四中使用的粘接辅助装置。

本发明的有益效果是：

1、通过本发明的粘接与装配，无需机床二次加工，步骤一中预先对上金属镶、下金属镶嵌件和杆接头进行研磨修正，而不是后期修正粘接和装配带来的尺寸和几何误差，不会对碳纤维结构造成污染和腐蚀。

2、通过采用粘接辅助装置粘接杆接头与桁架杆，粘接精确且粘接后不需要机床二次加工，缩短了研制周期，提高了装配的精度。

3、先修正杆接头、研磨上金属镶嵌件下表面和下金属镶嵌件上表面后，再粘接固化完成桁架杆组件，简化了装配难度，同时容易满足空间相机各种接口的精度要求。

4、按照本发明的粘接与装配方法制得的精密碳纤维桁架，其精度明显高于其他方法所制得的碳纤维桁架，推进空间光学遥感技术的发展。