[发明专利]一种自稳定高精度导电薄壁圆环制备方法及其加工夹具

说明书

本发明公开了一种自稳定高精度导电薄壁圆环制备方法及其加工夹具，在导电薄壁圆环两端面设向心圆弧角，用于导电接触，在圆环的外圆上进行保持接触，实现导电区域和保持固定区域分离；在导电薄壁圆环的制备中，先采用时效态TF00的C17200铍青铜材料实现导电薄壁圆环的成形，将导电薄壁圆环放置在ZrOsubgt;2/subgt;陶瓷芯轴上进行固溶和时效处理，彻底去除加工残余应力，保持导电薄壁圆环的尺寸稳定性和精度；在导电薄壁圆环的成形中，使用涨芯、涨轴和定位套组成自定心径向锁紧夹具，解决导电薄壁圆环在装夹时不易产生变形、多次装夹不能保证形位公差的问题，且装夹效率高，适应批量加工，可广泛应用于对垂直度、及同轴度有严格要求的导电薄壁圆环加工装夹装置。

技术领域

本发明涉及一种用于滚动电旋转传输装置用的导电薄壁圆环，此种导电薄壁圆环用于载人航天III期工程空间站、航天器和大功率雷达的型号装备中长寿命大功率滚动电旋转传输装置中，属于滚动电接触技术领域。

背景技术

滚动电旋转传输装置采用多个高弹性导电薄壁圆环进行电传输，与传统滑动电接触相比较，滚动电传输技术具有传输功率大、摩擦阻力矩小、磨损量小、接触性能稳定、接触电噪声低的电传输优势，逐步发展成为空间站、航天器和雷达装备的领域内电旋转传输优选方案。

现有的滚动电旋转传输装置均采用导电薄壁圆环和结构保持架形式，导电薄壁圆环在电传输过程中，既要与导电接触材料接触，又要与不同运动保持结构材料进行接触，受不同材质的摩擦磨损转移影响，造成滚动电接触性能下降明显，电传输效率不稳定。

滚动电旋转传输装置的每个环路中放置的导电薄壁圆环数量多个，且极大状态下增加导电薄壁圆环的数量，导电薄壁圆环的数量和尺寸精度决定着滚动电传输装置的滚动电接触电阻及其焦耳热耗、可靠性及其工作寿命的核心性能指标，导电薄壁圆环在往复应力载荷下，具有自转和公转运转特点，导电薄壁圆环弹性储能不稳定，需开展15年以上弹性稳定保持，在10⁹次及以上循环应力疲劳状态的导电薄壁圆环的制备。

当前，美国NASA航天局和Diamond公司、国内航天科技集团公司八院和五院单位的滚环电传输技术研究和应用，国外的滚动电传输技术较为成熟，国内滚动电传输技术存在导电薄壁圆环弹性稳定性差、疲劳寿命不足、尺寸精度一致性差的问题。

国外美、欧国家对长寿命滚环的制备工艺技术已经发展得比较成熟，已经突破了抗疲劳长寿命滚动弹性导电薄壁圆环的制备工艺技术，技术成果已用于国际空间站配套长寿命滚动旋转电传输装置中，可实现装备在轨可靠运行20年以上，导电薄壁圆环的应力循环达到了10⁹次以上。

国内近几年滚动旋转电传输装置的研制技术发展较快，对弹性导电薄壁圆的精密加工已取得进展，提升了滚动旋转电传输装置的电传输性能、效率和功率，但对弹性导电薄壁圆的制备技术方面还没有形成成熟的制备工艺方法，抗疲劳弹性导电薄壁圆的加工精度距离目标10⁹次弹性疲劳、导电薄壁圆环的内外圆（内外环的厚度在0.2mm-2mm）的同轴度达到0.01mm，圆度达到0.01mm仍有较大差距，因此迫切需要进行滚动电旋转传输装置的弹性导电薄壁圆制备工艺技术研究。

自稳定因子指导电薄壁圆环用于接触的圆弧半径R与接触直径D2的比值，比值越大，其稳定性减小，比值大于1，导电薄壁圆环自转和公转的运转过程中处于不稳定状态；比值为1，导电薄壁圆环自转和公转的运转过程中处于中性稳定状态；比值小于1，导电薄壁圆环自转和公转的运转过程中处于稳定状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的滚动电传输技术性能和可靠性不足，及导电薄壁圆环制备过程中不易装夹，成形精度不可控的难点，发明一种自稳定高精度导电薄壁圆环制备方法及其加工夹具，解决背景技术中的问题。