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原标题:航天科技一院211厂首个长征八号整体化箱底试验

浏览次数:107 时间:2019-11-22

近日,航天科技集团一院211厂2.25米直径整体旋压箱底通过打压试验,验证了工艺方案的可靠性,具备工程化应用条件,该厂成为国内首家具备大型铝合金贮箱箱底整体制造能力的单位。

近日,首个采用旋压技术整体化成形的直径3.35米箱底试验件由中国航天科技集团有限公司一院211厂研制成功。

日前,中国航天科技集团公司一院211厂成功完成了新一代运载火箭首件5米直径贮箱工艺试验箱底装配焊接,这标志着我国5米直径贮箱箱底有关技术和工艺取得了重大突破。 该箱底是新一代运载火箭第一个5米级产品,实现了全部焊缝的自动化焊接生产,是我国迄今为止最大直径的火箭贮箱部件。承担生产任务的211厂克服了部分设备不能按期到位、厂房生产保障设施欠缺等困难,因陋就简、创造条件开展工作,确保了5米箱底焊接工作的顺利进行。 同时,用于此次焊接的5米箱底瓜瓣纵缝焊接系统是211厂第一次自主研发的大型关键非标设备,也是目前国内规模最大的、唯一的一台铣焊结合的复合设备。 js333.com 1编辑:国防科技网 责任编辑:张海

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前期,211 厂首次采用旋压技术,实现了 2.25米直径贮箱箱底的整体成形。在进行后续机加工时,由于零件尺寸大、壁厚薄,只能采用单面机加工的方式,难度非常大,最终采用化铣代替机加。但化铣后的产品,精度和周期都无法满足型号需求。经过多次方案讨论和修改,该厂决定将毛坯的厚度增加,同时优化工艺方案,使产品旋压不受尺寸及厚度的限制,顺利完成旋压。

据悉,后续该制造工艺将正式应用于长征八号运载火箭的贮箱箱底生产中。

11月10日,从哈尔滨工业大学获悉,该校苑世剑教授团队提出的双向可控加压流体高压成形新技术攻克了火箭燃料贮箱箱底成形中起皱和开裂缺陷并存的国际性难题,突破国外技术封锁,在国际上首次直接成形出运载火箭直径3m级燃料贮箱薄壁整体箱底,成功摘下火箭上的“王冠”。

经过工艺优化等一系列攻关,箱底完成了一系列工序,并通过试验考核。来源:航天科技网站

传统的直径3.35米箱底制造模式由8个瓜瓣拼焊而成,制造工序多、流程长,影响生产效率。自2014年起,为进一步提高箱底制造效率,降低制造成本,211厂开展了直径3.35米箱底整体旋压成形技术研究。

超大型板材流体高压成形机及整体箱底

2018年,长征八号火箭确定采用整体旋压成形的箱底,大型箱底旋压技术研究进入工程化应用阶段。 来源:航天科技网站

据介绍,燃料贮箱箱底被誉为火箭上的“王冠”。因为燃料贮箱是运载火箭的主体结构,由筒体、叉型环和箱底组成,但箱底受力复杂,是影响全箭可靠性的关键构件。

美国NASA、欧空局采用“厚板+热旋压制坯+数控铣削”的技术路线来制造整体结构箱底,但是这一办法工艺复杂、制造周期长、材料浪费严重,且当前美欧等国家大型旋压设备对我国实行禁运。

js333.com,因此我国现役火箭贮箱箱底普遍采用“分块成形+焊接”结构,但这一结构尺寸精度差、废品率高和可靠性低,成为制约运载火箭发展的一个瓶颈难题。

哈尔滨工业大学苑世剑教授团队提出的“双向可控加压流体高压成形新技术”通过控制正向与反向液压载荷,调控压力比,使得坯料变形区处于合理的应力状态,解决了深腔曲面件起皱与破裂并存的难题,突破现有技术的成形极限。

该技术颠覆了美国NASA、欧空局几十年沿用的技术路线,打破了发达国家对我国火箭箱底整体制造技术的封锁和设备禁运。

“我们采用与构件等厚的薄板直接成形出运载火箭直径3m级燃料贮箱薄壁整体箱底,这在国际上也属首次。”哈尔滨工业大学副教授刘伟介绍说,这一技术替代传统的多块焊接结构,完全消除焊缝,综合力学性能优于传统焊接结构,可大幅提高运载火箭的可靠性,让生产成本降低50%、生产周期缩短2/3,可正式用于火箭型号产品。

为实现该技术在工业上的应用,哈尔滨工业大学流体高压成形技术研究所联合上海航天设备制造总厂、合肥合锻智能制造有限公司等单位,自主研制出超大型板材流体高压成形机,其核心参数为成形力150MN、高压液体体积5m3。

该板材流体高压成形机是目前世界上最大的薄板液压成形机,成形力是此前最大设备的1.5倍、高压液体体积是10倍。研制该超大型设备最大难题是如何建立5m3高压液体体积。该团队采用多路增压器并联同步控制技术,解决了超大体积高压液体增压与调控难题。

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