高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术研究
2021-01-28李倩云
宇航总体技术 2021年1期
李倩云,胡 勇,王 辰,王 迪,张 东
(北京宇航系统工程研究所, 北京 100076)
0 引言
运载火箭是完成国家重大航天工程和实现航天强国的基本保证,《2017—2045年航天运输系统发展路线图》规划中提到,到2020年,我国长征系列运载火箭将达到国际一流水平,同时面向全球提供多样化的商业发射服务,并实现运载火箭的低成本制造,这对火箭结构的高性能、低成本、高效制备提出了更高的要求。
舱段的轻质、低成本、高效制造是提高运载火箭运载能力与可靠性,降低制造成本与提升制造效率的主要途径。壁板作为舱段的主要组成构件,其加工技术是舱段能否实现轻质、低成本、高效制备的关键。随着航天技术的发展,以CZ-5、CZ-9为代表的新一代运载火箭箭体直径跨向5~10 m级,不仅对舱段壁板的形状尺寸提出了新的需求(壁板幅宽超过1 300 mm,幅宽/壁厚≈867,筋高/壁厚≈29),而且对性能的要求更为严苛。因此,发展高性能、低成本、高效制造整体壁板技术迫在眉睫。
1 壁板制造概述
目前,箭体结构带筋壁板成形方式主要有:薄板筋条铆接成形、厚板铣削成形和整体挤压成形3种。
1.1 薄板筋条铆接
目前箭体结构舱段主要采用薄板与筋条铆接的生产方式制造,如图1所示。此方法主要存在以下弊端:
1)设计和管理成本高。铆钉连接虽然工艺简单,但是需要设计人员进行大量的零件装配设计工作,尤其是因仪器位置更改而引起的铆钉设计量几乎占到壳段设计总量的30%~40%,并且会引发相同零件因不同铆钉设计而造成图号大量增多的情况,这种方式不利于通用化设计及货架式管理,同时大大增加了壳段生产的管理成本;……
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