[00111983]新一代运载火箭贮箱壁板绿色高效制造技术

一、课题来源与背景 针对我国新一代运载火箭CZ-5、CZ-6贮箱壁板减重与制造精度要求,为满足新一代运载火箭贮箱壁板型号使用需求,明确了上海航天精密机械研究所在新一代运载火箭贮箱壁板攻关项目中承担的任务及需实现的任务目标。 二、技术原理及性能指标 技术原理： 本成果改变了壁板加工工艺方法,由化铣转化为先折弯后机加工,考虑到装夹与加工变形等问题,从装夹方法、参数优化、冷却方式、在线测量、稳定域分析等技术手段出发,解决壁板高速铣削过程中的难题,实现壁板高效绿色制造。 性能指标： 1)壁板机铣效率提升30%,每块壁板平均加工时间30小时以内; 2)壁板高速切削下表面粗糙度达到Ra 3.2μm; 3)壁板蒙皮最薄厚度公差在0.2mm之内,网格加强筋厚度公差在0.1mm之内; 三、技术的创造性与先进性 1、国内首次提出了大型薄壁复杂壁板真空吸附装夹方法,发明了运载火箭贮箱壁板真空吸附装夹装置,解决了壁板类薄壁零件装夹效率低、装夹易变形、加工易震颤等技术难题; 2、提出了双喷嘴式低温微量润滑的绿色高速切削方法,发明了壁板微量润滑冷却系统装置,解决了刀具寿命低、加工表面质量和开放式数控机床润滑冷却介质消耗量大,污染环境等难题; 3、提出了壁板大曲率网格曲面在位测厚及误差补偿方法,突破了壁板曲面多轴原位测厚及补偿技术,解决了壁板壁厚在位测量、加工参数调整等的技术难题,满足了壁厚尺寸精度控制; 4、提出了基于大型弱刚性机床动力学及模态特性分析的高速切削方法,解决了壁板高速切削过程中加工颤振、变形控制等技术难题,满足了高速铣削切削性能及零件表面质量要求; 四、技术的成熟程度,适用范围 本项目已成功应用于我国新一代CZ-5、CZ-6系列运载火箭贮箱壁板及大型薄壁复杂零件的高效绿色制造,为我国运载火箭壁板类零件的技术创新提供了有力保障。同时,该技术的可复制、可延伸、再创造性也将为后续贮箱壁板整体制造提供技术支撑。 五、应用情况及存在的问题 通过本项目的研究和应用,打破了壁板传统加工方式,引入先进制造技术,推动了壁板绿色加工技术的进步和发展,为我国新一代运载火箭的研制成功提供了技术保障。自2012年以来,多次获得中国航天科技集团、上海航天技术研究院奖励。