[发明专利]一种复杂型面火箭发动机喷管组件的加工方法

说明书

本发明公开一种复杂型面火箭发动机喷管组件的加工方法，通过将零件一加工后，重新测量相关尺寸，在CAD中绘制精确型面图，然后通过偏移各面间隙值，从而得到零件二的配合型面。在实际加工过程中，将零件一和零件二的过盈面转化为贴合面，并提供一种间接测量方法，精确测量每个面的间隙值，便于加工程序调整以及零件二尺寸的检验，从而保证了每个面间隙值，最后通过将零件二加压配合，通过压合量来保证零件过盈面的过盈量。该方法能够准确加工处复杂迷宫型面间隙值，并对间隙值进行精确测量，提高了零件的可加工性与可检性。

技术领域

本发明属于航天用固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种摆动喷管组件间加工方法。

背景技术

随着航天事业的快速发展，固体火箭发动机凭借结构简单、制造成本低、可靠性高、快速响应等诸多优点，已然成为战略和战术导弹武器、民营航天等航天器的主要动力装置。

喷管作为固体火箭发动机推力向量控制系统的重要组成部分，是一种重要的能量装换装置。喷管通过将燃烧室药柱燃烧产生的热能转换为高速射流的动能，产生的反向作用力使发动机获得预设推力。摆动喷管主要由活动体、固定体和柔性接头共同组成，其工况温度约为3200℃、燃气速率2500m/s，工作环境十分严苛，对各组件配合面加工要求极高。由于组成零件的材料线膨胀系数不同以及发动机点火瞬间各部件需要提供一定的缓冲空间，喷管在生产加工中需给各零部件配合面预留间隙，供各零件受热膨胀和受压缓冲。当配合面间隙过小时，零件受压位移和受热膨胀形变产生的挤压力，将引起零部件挤压破坏，导致喷管工作失效；当间隙过大时，高温燃气流流经间隙面，加剧零部件烧蚀，喷管出现窜火现象，也会导致发动机失效。

因此，严格保证喷管各零件之间的配合间隙尤为重要。随着喷管功能增加，性能增强，其结构复杂度随之加大。某型摆动喷管零部组件有高达12个面的复杂迷宫型面配合面，其中包含间隙面和过盈面。因为配合面中含有过盈面，所以在喷管压合成型之前，所有的间隙面均无法直接测量，现有测量设备也无法测量内部间隙，生产过程中也无法判定所有的配合面是否加工到位，给实际生产加工带来极大的困扰。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对具有复杂型面的火箭发动机喷管组件，保证喷管零件各间隙面加工精度的复杂型面火箭发动机喷管组件的加工方法。

为达到上述目的，本发明设计的复杂型面火箭发动机喷管组件的加工方法，包括以下步骤：

S1，按照设计尺寸加工零件一，对零件一各个尺寸进行复测，取其中一个水平台面作为基准面测量其余各个水平台阶面与上述基准面的高度差，以及内孔直径；

S2，根据步骤S1中测量结果绘制配合型面，并按照各间隙面要求偏移得到零件二的型面加工图，按照零件二的型面加工图对零件二各个型面精加工；

S3，测量步骤S2加工出的零件二的各个尺寸，上述尺寸测量的位置与步骤S1中复测的基准相同；

S4，使零件一和零件二的过盈面自然贴合，测量零件一和零件二位于两侧配合面的间隙值，并计算各个孔位置的间隙值；

S5，将步骤S1中的基准面垫高，测量零件一和零件二位于外侧配合面的间隙值，计算此时过盈面自然贴合时基准面的间隙值；

S6，根据各个水平台阶面的设计指标和步骤S5中的计算结果计算零件二的各个水平台阶面的高度差值；

S7，将步骤S2中各个水平台阶面高度差的测量值与步骤S6中各个水平台阶面高度差的计算值对应对比作差值，以上述差值作为零件二各个台阶面的返修余量。

优选的，所述步骤S2中，对零件二各型面进行精确加工时，在机床X轴方向预留零件加工余量。

作为优选方案，在步骤S7后还包括以下步骤：