CN106370066B - 针对运载火箭机铣网格壁板结构及其弯曲成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对运载火箭机铣网格壁板结构及其弯曲成形方法，通过零件区，包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，围绕于所述零件区的外周缘的焊接边，设置于所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的余量区，所述余量区包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，能够解决机铣网格壁板滚弯成形时，母线直线度差的问题，在网格壁板的宽度方向的焊接边的外缘增加余量区，能够保证网格壁板弯曲成形时的变形基本一致，增加余量区后的网格壁板具有滚弯操作方便、可实现性强，产品直线度、圆度好的优势。

Description

针对运载火箭机铣网格壁板结构及其弯曲成形方法

技术领域

本发明属于金属成形领域，具体要求涉及一种针对运载火箭机铣网格壁板结构及其弯曲成形方法。

背景技术

2219高强铝合金网格壁板作为新一代运载火箭贮箱结构筒段壁板的重要结构件，其成形后要求母线直线度3mm内，外形圆度1mm。目前国内主要的大厚度壁板成形方法包括先机铣后滚弯和先滚弯后机铣。由于平板弯曲后，机铣工作量极大，且筋格尺寸难以保证精度。先机铣后滚弯相对具有筋格尺寸精度高，加工效率高的优势。

但是由于机铣工作后，网格壁板的网格筋厚度、焊接边厚度及蒙皮厚度不均，机铣后的网格壁板滚弯时，网格筋、蒙皮、焊接边三处区域存在严重的受力不均匀，因此成形质量极难控制，弯曲成形后直线度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对运载火箭机铣网格壁板结构及其弯曲成形方法，针对机铣网格壁板滚弯成形时，母线直线度差的问题，在网格壁板的宽方向外缘增加余量区，能够保证网格壁板弯曲成形时的变形基本一致。

为解决上述问题，本发明提供一种针对运载火箭机铣网格壁板结构，包括：

零件区，包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮；

围绕于所述零件区的外周缘的焊接边；

设置于所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的余量区，所述余量区包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，所述网格筋、焊接边和蒙皮的厚度依次变薄。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，所述网格筋的厚度为蒙皮的厚度的4-6倍，为保证壁板四周的焊接强度，焊接边的厚度为蒙皮的厚度2-3倍。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，述针对运载火箭机铣网格壁板结构的材质为2219高强铝合金。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，所述零件区的网格围成的蒙皮区域为菱形区域，所述余量区的网格围成的蒙皮区域为三角形区域。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，所述三角形区域的面积为所述菱形区域的二分之一。

进一步的，在上述机铣网格壁板结构中，所述零件区和余量区的网格筋的厚度相同，所述零件区和余量区的蒙皮的厚度相同。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种上述针对运载火箭机铣网格壁板结构的弯曲成形方法，包括：

通过机铣方式加工上述针对运载火箭机铣网格壁板结构；

利用对称式三辊将所述加工成的针对运载火箭机铣网格壁板结构进行滚弯成形1/4圆筒状。

与现有技术相比，本发明通过零件区，包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，围绕于所述零件区的外周缘的焊接边，设置于所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的余量区，所述余量区包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，能够解决机铣网格壁板滚弯成形时，母线直线度差的问题，在网格壁板的宽度方向的焊接边的外缘增加余量区，能够保证网格壁板弯曲成形时的变形基本一致，增加余量区后的网格壁板具有滚弯操作方便、可实现性强，产品直线度、圆度好的优势

附图说明

图1是本发明一实施例的针对运载火箭机铣网格壁板结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种针对运载火箭机铣网格壁板结构，包括：

零件区1，包括网格筋2和由所述网格筋2中的每个网格分别围成的蒙皮3；

围绕于所述零件区1的外周缘的焊接边4；

设置于所述零件区1的宽度方向的焊接边4外缘的余量区5，所述余量区包括网格筋2和由所述网格筋2中的每个网格分别围成的蒙皮3。具体的，机铣网格壁板滚弯时，网格筋、蒙皮、焊接边三处区域存在严重的受力不均匀，因此成形质量极难控制，弯曲成形后直线度差。本发明的结构补偿是在有限元分析网格壁板滚弯受力的基础上，提出的在壁板航向焊接边余量区增加网格结构余量，改善壁板弯曲受力不均匀的一种有效方式，余量区与零件区的网格结构特征具有相对应的特点，以保证在针对运载火箭机铣网格壁板结构弯曲成形时，受力与网格区保持一致，成形后网格壁板航向母线直线度明显改善。网格壁板弯曲成形与其成形时的受力和变形方式有着密切的联系，因此通过有限元分析其受力特征，在所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的设置余量区，可以提高其成形后母线直线度，具有重要的工程应用价值。

本发明针对运载火箭机铣网格壁板结构的一优选的实施例中，所述网格筋2、焊接边4和蒙皮3的厚度依次变薄，即网格筋2的最厚，焊接边4次之，蒙皮3最薄。

本发明针对运载火箭机铣网格壁板结构的一优选的实施例中，所述网格筋2的厚度为蒙皮3的厚度的4-6倍，为保证壁板四周的焊接强度，焊接边4的厚度为蒙皮3的厚度2-3倍。

本发明针对运载火箭机铣网格壁板结构的一优选的实施例中，所述针对运载火箭机铣网格壁板结构的材质为2219高强铝合金，2219高强铝合金网格壁板作为新一代运载火箭贮箱结构筒段壁板的重要结构件，是火箭强度的重要保证。

如图1所示，本发明针对运载火箭机铣网格壁板结构的一优选的实施例中，所述零件区的网格围成的蒙皮3区域为菱形区域，所述余量区的网格围成的蒙皮3区域为三角形区域。由于网格壁板成形时，主要依靠周向网格发生塑性变形而带着蒙皮一起形成目标1/4圆筒状，成形时由于两侧焊接边厚度明显小于网格壁板，因此为使焊接边成形并保证圆度1mm，在焊接边外再增加与筋格厚度相等的余量区，但焊接边、余量区与网格区的受力有明显的区别，因此 余量区的筋格宽度、厚度，蒙皮厚度均与零件区的筋格宽度、厚度，蒙皮厚度保持一致。

本发明针对运载火箭机铣网格壁板结构的一优选的实施例中，所述三角形区域的面积为所述菱形区域的二分之一。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种上述针对运载火箭机铣网格壁板结构的弯曲成形方法，包括：

步骤S1，通过机铣方式加工上述针对运载火箭机铣网格壁板结构；

步骤S2，利用对称式三辊将所述加工成的针对运载火箭机铣网格壁板结构进行滚弯成形1/4圆筒状。所述余量区可在待焊接成筒时去除。

本发明通过零件区，包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，围绕于所述零件区的外周缘的焊接边，设置于所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的余量区，所述余量区包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮，能够解决机铣网格壁板滚弯成形时，母线直线度差的问题，在网格壁板的宽度方向的焊接边的外缘增加余量区，能够保证网格壁板弯曲成形时的变形基本一致，增加余量区后的网格壁板具有滚弯操作方便、可实现性强，产品直线度、圆度好的优势。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种针对运载火箭机铣网格壁板结构，其特征在于，包括：

零件区，包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮；

围绕于所述零件区的外周缘的焊接边；

设置于所述零件区的宽度方向的焊接边外缘的余量区，所述余量区包括网格筋和由所述网格筋中的每个网格分别围成的蒙皮；

所述网格筋、焊接边和蒙皮的厚度依次变薄；

所述网格筋的厚度为蒙皮的厚度的4-6倍，为保证壁板四周的焊接强度，焊接边的厚度为蒙皮的厚度2-3倍；

所述针对运载火箭机铣网格壁板结构的材质为2219高强铝合金；

所述零件区的网格围成的蒙皮区域为菱形区域，所述余量区的网格围成的蒙皮区域为三角形区域；

所述三角形区域的面积为所述菱形区域的二分之一；

所述零件区和余量区的网格筋的厚度相同，所述零件区和余量区的蒙皮的厚度相同。

2.一种如权利要求1所述的针对运载火箭机铣网格壁板结构的弯曲成形方法，其特征在于，包括：

通过机铣方式加工上述针对运载火箭机铣网格壁板结构；

利用对称式三辊将所述加工成的针对运载火箭机铣网格壁板结构进行滚弯成形1/4圆筒状。

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