[发明专利]一种运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形方法及装置

说明书

本发明提供了一种运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形方法及装置，包括成形线圈、成形凹模以及定位装置；所述成形线圈基于电磁成形工艺仿真计算结果，确定线圈匝数、截面尺寸、绝缘要求、匝间隙；所述定位装置确保整体箱底法兰孔成形件进行成形定位；通过采用电磁脉冲翻孔技术替代传统钢模翻孔，由此避免使用大台面大吨位设备、避免凸凹模的精确装配、避免针对厚板需要局部加热或退火工序等，从而简化设备、工艺和模具，提高制造质量和效率。

技术领域

本发明涉及运载火箭箱底整体成形件法兰孔的加工工艺，特别是涉及一种运载火箭箱底整体成形件法兰孔的电磁脉冲成形工艺领域。

背景技术

运载火箭贮箱结构中的箱底结构件属于大型复杂钣金件，一般作为关键承力构件，且具备与航天器管路等附属系统的连接特征，如法兰孔、加强减轻孔等。通常此类结构特征的成形受限于整体结构件的外形尺寸等，成形方法有一定的局限性，而且局部特征的成形性在一定程度上也影响着整体件的成形工艺流程。

目前，大型结构件上法兰孔的成形方法主要是利用大型双动液压成形设备，通过常规预先制孔加多道次翻边的工艺完成，需要一套具有凸凹模的大型成形工装。采用传统的工艺流程，不仅流程复杂，需用多套工装模具，加工成本昂贵，并且生产条件恶劣，劳动强度大。另一方面，由于常用的高强铝合金板材，室温成形塑性较差，容易在成形过程中产生裂纹。为了避免开裂，生产中经常需要多次成形，中间工序要进行打磨、修边和退火处理(常导致粗晶现象发生)，制造工艺相当复杂，致使生产效率低，成本高，工人劳动强度大。

在现有水平条件下，为满足结构件局部翻边孔成形要求，整体结构件需在退火状态进行成形，给法兰孔的成形留出足够的塑性成形空间和时间，无法进行整个工艺流程的优化，造成工艺流程长，加工耗时较多，费用较高。另外，对于一些超大型结构件，局部特征的成形需要将整个结构件同时装配至压力机台面内，在一定程度上来说是不可能实现的或加工成本高昂。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的技术解决问题是：提供一种精确、柔性的成形手段——电磁脉冲成形技术，利用电磁脉冲成形高速率成形下铝合金塑性明显改善的特性，从而实现大型整体结构件的局部特征成形。采用电磁脉冲翻孔技术替代传统钢模翻孔，由此避免使用大台面大吨位设备、避免凸凹模的精确装配、避免针对厚板需要局部加热或退火工序等，从而简化设备、工艺和模具，提高制造质量和效率。

本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形装置，包括成形线圈、成形凹模以及定位装置；所述成形线圈基于电磁成形工艺仿真计算结果，确定线圈匝数、截面尺寸、绝缘要求、匝间隙；所述定位装置确保整体箱底法兰孔成形件进行成形定位；所述成形凹模用于法兰孔电磁脉冲成形过程中保形，基于法兰孔特征的外轮廓尺寸，确保法兰孔特征的成形质量。其中，成形线圈、成形凹模以及加工板材利用中心轴进行连接并用连接螺母进行固定。

一种运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形方法，包括，

(1)成形装置设计

设计制造如权利要求1所述的运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形装置，将所述成形线圈根据运载火箭贮箱整体箱底法兰孔结构进行调整；成形装置主要部分包括如图3所示的电磁脉冲成形线圈以及如图4所示的成形凹模。其中，成形线圈的结构采用胶木封装纯铜线圈结构，并用固化胶固定；成形凹模的尺寸由所成形法兰孔的特征尺寸决定。

(2)运载火箭贮箱整体箱底准备

在运载火箭贮箱整体箱底法兰孔成形装置成形位置进行预开孔；

(3)运载火箭贮箱整体箱底的装配定位

将运载火箭贮箱整体箱底吊装至所述定位装置上，调整所述定位装置，并夹紧固定运载火箭贮箱整体箱底；将所述线圈和所述成形凹模进行装配，确保运载火箭贮箱整体箱底与所述成形凹模和所述成形线圈贴合；调整所述线圈的引线，所述成形线圈与电磁脉冲设备线排进行连接固定；