[发明专利]一种火箭贮箱叉形环的制造方法及支撑工装

说明书

本发明涉及航空航天贮箱技术领域，具体涉及一种火箭贮箱叉形环的制造方法及支撑工装，其中方法包括：将两块板材冷弯卷圆至半环形工件并校形；对两个半环形工件进行热处理；在环箍上安装曲形真空吸盘，将一个半环形工件装配至曲形真空吸盘上并启动曲形真空吸盘；按以上方式装配另一个半环形工件；驱动环箍闭合直至两个半环形工件对接；在对接好的两个半环形工件的正中间装配内支撑工装直至撑紧；焊接第一条纵缝，将工作台旋转180°后焊接第二条焊缝；松开内支撑工装，关闭曲形真空吸盘，松开环箍拆卸工装，取出工件。焊缝处的残余应力低，焊缝的强度和疲劳性能优势得到提升，材料利用率高；叉形环强度高，不易变形，能够满足恶劣复杂的受力环境。

技术领域

本发明涉及航空航天贮箱技术领域，具体涉及一种火箭贮箱叉形环的制造方法及支撑工装。

背景技术

随着人类对太空的开发与不断深入，航天技术日趋先进，运载火箭作为唯一通往太空的运输工具愈来愈需要高端的创新能力与高效的制造能力。而叉形环是火箭推进剂贮箱结构中的关键传力结构，连接着火箭贮箱的箱底和筒段，它处于轴压、弯矩和内压的联合作用下，受力状态极为复杂。

现有火箭推进剂贮箱叉形环的制造工艺主要以型材、板材或锻环为毛坯料进行制造，大致流程由钣金成型、热处理、焊接、机加工四个部分构成。

其中，以型材为毛坯的制造工艺如下：将退火状态的型材拉弯至半环状，两件半环对接进行熔焊，焊接成一个整环。但是，钣金成形的主要问题是：残余应力较大，存在回弹现象，在成形过程中截面形状可能发生突变或扭曲，所以在焊接完成后，需要对整环进行热处理，去除内应力，然后再进行机加工，然而这种方式仍然存在问题：焊缝可能存在气孔、未焊透、裂纹或类似裂纹等缺陷，焊接质量不便控制，生产效率低等。

以板材为毛坯的制造工艺如下：将退火状态的型材拉弯至半环状，两件半环对接进行闪光对焊，焊接成一个整环，然后对整环进行热处理，去除内应力，再进行机加工。单该种方式的主要问题是：材料烧损较多，伴有较大烟尘和飞溅，工作环境较为恶劣；焊接参数相互影响较大，控制不方便；焊缝处毛刺较大，需要专业的刀具切除。

以锻环为毛坯的产品虽然性能较好，但是材料利用率低，成本高。

发明内容

本发明针对目前采用传统技术制作的叉形环的焊缝存在气孔、裂纹或类似裂纹，产品生产效率低，作业环境较恶劣、材料利用率低等问题，提出了一种火箭贮箱叉形环的制造方法及支撑工装。

第一方面，本发明首先提出了一种火箭贮箱叉形环的制造方法，具体包括以下步骤：

S1：将两块板材冷弯卷圆至半环形工件并校形；

S2：对两个半环形工件进行热处理；

S3：在环箍上安装曲形真空吸盘，将一个半环形工件装配至曲形真空吸盘上并启动曲形真空吸盘；按以上方式装配另一个半环形工件；

S4：驱动环箍闭合直至两个半环形工件对接；

S5：在对接好的两个半环形工件的正中间装配内支撑工装直至撑紧；

S6：焊接第一条纵缝，将工作台旋转180°后焊接第二条纵缝；

S7；松开内支撑工装，关闭曲形真空吸盘，松开环箍拆卸工装，取出叉形环毛坯件。

优选的，步骤S7之后还包括：

S8：在铣削车床上安装板形真空吸盘，将焊接完成的叉形环毛坯件吊装在工作台上并启动板形真空吸盘；

S9：操作车床去除纵缝两端的匙孔和未焊端所在的厚度区，并保证端面的平整度；

S10：使用吊装工具和板形真空吸盘翻转叉形环毛坯件并固定，去除另一端的匙孔和未焊端的厚度区。