CN103712545A - 大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法 - Google Patents

大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法 Download PDF

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章茂云
王学明
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Abstract

本发明属于控制测量方法，具体涉及大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法。它包括：步骤一：计算；步骤二：铆接装配型架结构优化，在铆接装配型架平台上增加定位压紧附件，以保证在上架装配前端框时，对接分离面处两框段齐平，减少铆接应力影响，所述的定位压紧的位置就是步骤一计算得到的位置；步骤三：设置装配定位孔，在前端框象限缺口以及对接处各增加一个定位装配定位孔；步骤四：测量；步骤五：检验。本发明显著的有益效果是：以上技术有效的控制了一级尾段壳体圆度变形，成功的将圆度控制在了总装使用要求的3.5mm范围内。数字化测量：通过现场测试验证及后续研制产品使用，提高测量效率30％以上。测量误差控制在±0.05mm以内。

Description

大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法
技术领域
本发明属于控制测量方法，具体涉及大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法。 
背景技术
运载火箭铆接壳段产品结构较复杂刚度强度大，受铆接应力及壳体刚性应力释放的影响将直接导致壳体对接分离面处、前后端框各框段对接处产生误差积累，发生变形。采用传统的装配工艺方案装配经常出现圆度超差现象，难以满足运载火箭装配要求。 
此外，目前的圆度测量方式是利用机械百分表对大尺寸壳体的同轴度及圆度误差进行测量。基本原理如附图1所示：将产品吊放在旋转测量台上，转动测量台一周，用百分表测量各特征点的数据，采用人眼读数、手工计算和人工录入数据的方式进行进一步的计算，得到测试结果。对人的依赖性大，效率低下、测量结果可靠性及有效性差。 
发明内容
本发明的目的是提供一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法。 
本发明是这样实现的：一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其特征在于：包括下述步骤： 
步骤一：计算 
步骤二：铆接装配型架结构优化 
在铆接装配型架平台上增加定位压紧附件，以保证在上架装配前端框时，对接分离面处两框段齐平，减少铆接应力影响，所述的定位压紧的位置就是步骤一计算得到的位置， 
步骤三：设置装配定位孔 
在前端框象限缺口以及对接处各增加一个定位装配定位孔， 
步骤四：测量 
步骤五：检验 
根据步骤五得到的结果检验，当同轴度不符合设计要求的时候，重新执行步骤一至步骤六，直到同轴度满足要求为止。 
如上所述的一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其中，计算包括下述内容：做抛物线图定位圆度变形位置，首先对壳段圆度超差36点测量的具体数据做归纳汇总，利用EXCEL做出分析图表，并结合前端框结构及36点测量点的分布，找出壳体超差较大的特征点及位置规律，波峰处壳体表现为向内凹陷，波谷处壳体表现向外凸出。 
如上所述的一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其中，所述的步骤四包括下述内容，使用下述装置进行测量 
 名称   数量
 瑞士TESA-1930230 DIGICO 205电子式百分分厘表   1个
 宏基笔记本电脑（附稳压电源、USB鼠标）   1个
 RS-232数据线   1根
 U口转串口数据线   1根
测量过程包括： 
（1）进行同轴度计算，（2）设置被测量参数，（3）输入百分分厘表测量到的数值，直到达到预定个数要求，（4）显示计算结果，（5）根据需要进行保存，并进行下一次测量。 
本发明显著的有益效果是：以上技术有效的控制了一级尾段壳体圆度变形，成功的将圆度控制在了总装使用要求的3.5mm范围内。数字化测量：通过现场测试验证及后续研制产品使用，提高测量效率30％以上。测量误差控制在±0.05mm以内。 
附图说明
图1为大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法的示意图; 
图2是测量过程的示意图。 
图中：1.测量环、2.前端框、3.后端框、4.测量台、5.数显百分表、6.表架、7.定位销、8.百分表支架 
具体实施方式
一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，包括下述步骤： 
步骤一：计算 
计算包括下述内容：（1）做抛物线图定位圆度变形位置首先对壳段圆度超差36点测量的具体数据做归纳汇总，利用EXCEL做出分析图表。并结合前端框结构及36点测量点的分布，找出壳体超差较大的特征点及位置规律。根据抛物线起落，我们可直观快速的查找出超差规律及控制点。波峰处壳体表现为向内凹陷，波谷处壳体表现向外凸出。（2）壳段整体结构分析因结构强度及装配需要，各个部段有其特殊的结构形式，对圆度不利，例如尾段壳体就为两半罩对接的结构形式，且对接框由6个弧形框段组成。易导致应力集中在对接处及缺口处应力集中释放发生变形。 
步骤二：铆接装配型架结构优化 
旧的工艺方案，未对前端框在对接分离面处增加有效的控制。导致在铆接该处端框/对接桁时，壳体结构易受力变形，向里凹陷。 
在铆接装配型架平台上增加定位压紧附件，以保证在上架装配前端框时，对接分离面处两框段齐平，减少铆接应力影响。使用之前端框对接处有较为明显的错位现象；而使用后，端框对接处齐整，端框装配定位牢固可靠。所述的定位压紧的位置就是步骤一计算得到的位置。 
步骤三：设置装配定位孔 
装配定位基准是装配过程中保证产品形位公差的基准。设计要求，圆度以前端框外沿为测量基准。并且壁板上架时，以端框外缘为基准定位铆接。因此前端框的装配定位精度要求高。 
而作为壁板定位装配基准的前端框，在端框缺口以及对接处缺少必要的装配定位孔。不利于壁板上架铆接装配的使用要求。 
因此，在前端框象限缺口以及对接处各增加一个定位装配孔。结合定位压紧附件的使用，确保前端框在与壳体铆接装配过程中，有足够的刚性夹持约束,进而确保前端框圆度在铆接装配过程中受控，有效的改善了壳体圆度。 
步骤四：测量 
使用下述装置进行测量 
 名称   数量
 瑞士TESA-1930230 DIGICO 205电子式百分分厘表   1个
 宏基笔记本电脑（附稳压电源、USB鼠标）   1个
 RS-232数据线   1根
 U口转串口数据线   1根
测量过程如附图2的步骤所示，大致包括： 
（1）进行同轴度计算，（2）设置被测量参数，（3）输入百分分厘表测量到的数值，直到达到预定个数要求，（4）显示计算结果，（5）根据需要进行保存，并进行下一次测量。 
本步骤的计算过程就是通过对测量圆周上所取点的数值进行圆拟合计算，进而得到同轴度的。该过程是本领域的技术人员可以通过编程做到的。 
步骤五：检验 
根据步骤五得到的结果检验，当同轴度不符合设计要求的时候，重新执行步骤一至步骤六，直到同轴度满足要求为止。 
以上技术有效的控制了一级尾段壳体圆度变形，成功的将圆度控制在了总装使用要求的3.5mm范围内。数字化测量：通过现场测试验证及后续研制产品使用，提高测量效率30％以上。测量误差控制在±0.05mm以内。 
（1）数字化测量装置主要误差计算 
测量台同轴度误差δ1=0.02mm，基准截面端框孔与定位销的间隙误差δ2=0.01mm，2级百分表读数误差δ3=±0.02mm，测量台 径向跳动δ4=0.02mm，测量台端面跳动δ5=0.01mm，被测截面与测量环的安装间隙总误差合成δ6=0.02mm。总误差合成： 
Figure BDA00002234218000051
（2）现场测试验证情况 
工艺改进前后产品圆度数值对比表 单位：mm 
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure BDA00002234218000061

Claims (3)

1.一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一：计算
步骤二：铆接装配型架结构优化
在铆接装配型架平台上增加定位压紧附件，以保证在上架装配前端框时，对接分离面处两框段齐平，减少铆接应力影响，所述的定位压紧的位置就是步骤一计算得到的位置，
步骤三：设置装配定位孔
在前端框象限缺口以及对接处各增加一个定位装配定位孔，
步骤四：测量
步骤五：检验
根据步骤五得到的结果检验，当同轴度不符合设计要求的时候，重新执行步骤一至步骤六，直到同轴度满足要求为止。
2.如权利要求1所述的一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其特征在于：计算包括下述内容：做抛物线图定位圆度变形位置，首先对壳段圆度超差36点测量的具体数据做归纳汇总，利用EXCEL做出分析图表，并结合前端框结构及36点测量点的分布，找出壳体超差较大的特征点及位置规律，波峰处壳体表现为向内凹陷，波谷处壳体表现向外凸出。
3.如权利要求2所述的一种大直径铆接部段圆度控制及测量工艺方法，其特征在于：所述的步骤四包括下述内容，使用下述装置进行测量
名称 数量 瑞士TESA-1930230DIGICO 205电子式百分分厘表 1个
宏基笔记本电脑(附稳压电源、USB鼠标) 1个 RS-232数据线 1根 U口转串口数据线 1根
测量过程包括：
（1）进行同轴度计算，（2）设置被测量参数，（3）输入百分分厘表测量到的数值，直到达到预定个数要求，（4）显示计算结果，（5）根据需要进行保存，并进行下一次测量。
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