[发明专利]一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工方法

说明书

一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工方法，在子舱体结构坯件状态下，在焊缝区域和舱体接口加工出满足工艺要求的加工工艺设计特征余量，在子舱体的其余部分加工出符合尺寸要求的连续网格筋结构特征，再将多个子舱体结构进行电子束焊接构成舱体结构，最后对整舱焊缝区域和舱体接口进行全特征整体加工。本发明的加工方法将舱体结构整体加工工序分解为多个子舱体结构状态并行整体加工，提高了舱体结构整体加工效率、减少了单点设备占用率，保证了连续网格筋密封舱体结构整体加工后的尺寸精度，实用性强，易实现。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工方法，应用于大尺寸连续网格筋密封舱体整体加工，以保证密封舱体网格蒙皮厚度、网格筋宽度和舱体接口精度。

背景技术

为了满足探测外地星球和建设、维护近地轨道空间站等更高需求，在结构轻量化、结构承载比、安全和可重复利用等性能方面，对飞船的密封舱结构提出了更高的需求。

目前一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构采用整体加工，此密封舱体结构包络尺寸约为Φ4000mm×2500mm，舱体蒙皮最小厚度为1.5mm±0.1mm，舱体上下端密封面平面度0.15mm、平行度0.2mm，舱体连接孔位置度Φ0.2mm。与传统壁板-端框焊接舱体结构的先平板网格加工后成形再焊接的制造模式不同，此密封舱体结构采用铝合金厚板直接成形多个(≥2)子舱体结构坯件后进行电子束焊接，形成密封舱结构坯件，再进行全特征整体加工的制造模式，如图1～2所示。此制造模式可实现密封舱体结构焊缝区域的整舱贯通网格筋连续设计，大幅度提高密封舱承载性能。同时在满足承载性能要求前提下，可将焊缝区域的蒙皮厚度进行减薄设计，实现密封舱结构轻量化制造。此种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工过程中存在以下问题：

(1)子舱体结构坯件成形内应力大、且焊后形成的舱体结构整体加工刚度差，整体加工过程中变形较大，不易实现高精度制造；

(2)舱体结构坯件整体加工材料去除率高、整体加工周期长、单点设备占用率高，不易实现高效制造。

发明内容

本发明提出了一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工方法，解决了舱体结构整体加工精度不易保证的技术问题。

本发明提出一种大尺寸连续网格筋密封舱体结构整体加工方法，包括：

步骤1、车加工子舱体结构坯件得到子舱体结构的内、外型面；

步骤2、铣加工子舱体结构的外型面形成外型面网格腔，外型面网格腔由纵、横排布的网格筋形成，子舱体外型面、网格筋厚度和网格腔底部蒙皮厚度保留指定的加工余量；对子舱体结构的上、下端开口所要焊接的舱体焊缝区域表面进行加工形成指定的工艺设计特征作为环焊缝区域；

步骤3、对子舱体结构进行去应力热处理；

步骤4、对子舱体结构的上、下端开口进行刚性支撑，对子舱体结构内型面进行车加工至指定尺寸；

步骤5、对子舱体结构的内型面进行柔性支撑，对舱体结构的上下端开口进行刚性支撑，加工子舱体结构外型面及网格腔得到符合要求的网格蒙皮；

步骤6、对子舱体结构的环焊缝区域内的内、外型面进行车加工至指定尺寸；其中，在环焊缝区域对应的内型面加工出斜坡平台余量区；

步骤7、首先对子舱体结构进行清洗并进行焊接前的装配，保证子舱体装配的误差，然后对子舱体结构的上、下端开口与其他子舱体结构的对应端口通过电子束焊接形成舱体结构，车加工去除舱体结构环焊缝区域内型面的斜坡平台余量区；

步骤8、对子舱体结构的内型面进行刚性支撑，对环焊缝区域的余量特征进行加工得到与子舱体结构外型面网格腔相同的结构；

步骤9、加工舱体结构的上、下端面得到上、下端密封面及舱体连接孔，使得上、下端密封面达到指定平面度、平行度，舱体连接孔达到指定位置度。