航空制造技術(shù)：充液成形技術(shù)在航天火箭整流罩成形中的應(yīng)用
2023-09-18【作 者】楊聲偉;于弘喆;張淳;李繼光;田恕;郎利輝;寧軍
【前 言】
整流罩是運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一，主要是用來導(dǎo)流，零件產(chǎn)品質(zhì)量及性能優(yōu)劣直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。目前各型號(hào)運(yùn)載火箭主要的飯金零件包括罩體、支架、結(jié)構(gòu)框、瓜瓣、頂蓋、壁板、蒙皮等，其中罩體類零件多為單/雙曲率復(fù)雜型面的整流罩或球底結(jié)構(gòu)飯金件，材料為2A12/SA06鋁合金，厚度一般為1-3mm ,屬于薄壁飯金結(jié)構(gòu)件。當(dāng)前罩體零件加工的工藝流程為:下料一拉深或落壓(多次退火和手工修整)一矯形一去余量一制孔一表面處理一檢驗(yàn)交付。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜型的腔較深的罩體類零件的研制，普通拉深或落壓成形的主要問題是需要多次漸進(jìn)成形和大量手工修整，同時(shí)需要增加多次去應(yīng)力退火。生產(chǎn)周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、表面質(zhì)量差，而且產(chǎn)品成形較多依賴于操作者的技能水平，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性差，落后的成形工藝與現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)精品需求的總體戰(zhàn)略格格不人，造成了我國國防工業(yè)技術(shù)局部有所突破但整體落后的局面。
本文主要研究大尺寸瓜瓣構(gòu)件的充液成形工藝，通過仿真分析和現(xiàn)場試模，以壁厚分布、減薄率及成形質(zhì)量為指標(biāo)，進(jìn)一步分析缺陷形成機(jī)理及控制方式，確定各影響因素的合理匹配關(guān)系，發(fā)揮充液成形對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)勢作用，從而實(shí)現(xiàn)該工藝在大尺寸薄壁瓜瓣構(gòu)件上的工程應(yīng)用「6-10]。
【結(jié) 論】
（1）基于充液形成工藝的航天火箭整流罩零件，通過數(shù)值模擬分析與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了數(shù)值模擬可以給試驗(yàn)提供正確方向，說明了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
（2）根據(jù)現(xiàn)場的試驗(yàn)情況，基于實(shí)際制件過程出現(xiàn)的一些缺陷，通過調(diào)整液室壓力與壓邊力加載曲線，根據(jù)零件的拉深高度進(jìn)行合理匹配，最后達(dá)到能夠控制整個(gè)沖液成形過程的起皺和破裂問題。
（3）實(shí)現(xiàn)了充液拉深工藝在大尺寸薄壁整流罩構(gòu)件上的工藝升級(jí)，大大提升了零件的表面質(zhì)量，從而可以解決傳統(tǒng)落壓工藝的多道拉深工序、多道次退火及多道次敲修導(dǎo)致的零件變形與表面質(zhì)量差等問題，從而保證零件在生產(chǎn)過程中表面質(zhì)量和成形精度的控制。
以下是正文：
