[发明专利]一种由异种材料组成的活门组件的加工方法

说明书

本发明公开了一种由异种材料组成的活门组件的加工方法，具体为一种新型运载火箭增压输送系统中由金属和非金属异种材料组成的活门组件的加工方法，包括：步骤一、根据其端面的异种材料分布情况，规划不同区域的加工策略；步骤二、进行加工刀具的结构改进和工艺参数优化；步骤三、实现活门组件中核心特征异种材料端面的机械加工；步骤四、完成该组件全部特征的机械加工。本发明可以实现活门组件异种材料端面的高效精密机械加工成形，有效提高了其端面的表面加工质量和加工效率，大幅提高了活门组件的密封性能，保证了运载火箭增压输送系统的活门结构在复杂工况下的密封可靠性。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种由异种材料组成的活门组件的加工方法。

背景技术

随着中国航天事业的蓬勃发展，新一代运载火箭肩负起各型号空间飞行器的发射任务，有力地保障了国家空间科学领域的发展。新一代运载火箭燃料增压输送系统的核心产品是阀门，各种阀门精密有序的开启关闭，实现燃料在增压输送系统的精确传输，控制发动机燃料供给压力，直接影响运载火箭的飞行状态。

阀门开启关闭的关键部件就是活门组件，活门组件是指通过热压工艺方法将非金属密封圈置入金属密封槽内制成的活门组件毛坯根据设计图纸要求，进行机加工成型的一种产品，因此活门组件包含金属基体和非金属密封圈两个零件。活门组件上的非金属密封圈与阀门壳体上金属密封止口配对形成密封结构，通过弹性元件对活门组件金属基体施加可变载荷，使非金属密封圈与壳体之间形成自动控制的打开和关闭状态，从而实现阀门的密封和开启。由于活门组件兼具金属基体的强度和非金属密封圈的密封性能，在阀门通用密封结构中得到广泛的应用。

新一代运载火箭阀门的活门组件非金属密封圈采用新型橡胶材料，该橡胶具有耐热耐寒、耐氢类溶剂、耐酸碱和表面活性低的优异性能。传统活门组件毛坯的异种材料端面是磨削加工成型，但是新一代运载火箭阀门的活门组件在研制过程中发现，该橡胶相比于常用乙丙胶材料，自身的韧性和结构强度更低，受切向磨削力作用易发生损伤缺陷，出现橡胶表面材料缺失导致的小凹坑和粗糙度Ra0.8不达标的现象(如图2所示)，产品质量合格率只有20％-30％，导致大量的活门组件由于机加工质量问题报废。

为了解决传统加工方式造成的产品质量稳定性不高，提高活门组件异种材料端面加工质量，降低活门组件生产的质量成本，提高加工效率，因此，亟需一种全新的加工方法，解决由异种材料组成的活门组件的制造难题，大幅度降低零件制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由异种材料组成的活门组件的加工方法，包括：活门组件不同区域的加工策略、活门组件中核心特征异种材料端面加工的工艺方法、活门组件的机械加工工艺方法。解决活门组件产品加工过程中非金属表面材料缺失及粗糙度超差等质量问题，解决由异种材料组成的活门组件的制造难题，提高活门组件异种材料端面加工质量，降低活门组件生产的质量成本，提高产品的加工效率。

为了达到上述的目的，本发明提供一种由异种材料组成的活门组件的加工方法，包括步骤如下：

步骤一、根据其端面的异种材料分布情况，规划不同区域的加工策略；

步骤二、进行加工刀具的结构改进和工艺参数优化；

步骤三、实现活门组件中核心特征异种材料端面的机械加工；

步骤四、完成该组件全部特征的机械加工。

上述一种由异种材料组成的活门组件的加工方法，其中，所述步骤一中，包括：

1-1、活门组件的金属外圆使用车削加工方法，加工策略为先预留余量粗加工，再精加工外圆到位；