CN107486734B - 一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，包括以下步骤：在框架待加工面固定一定数量的支撑点；将碳纤维复合材料平面框架悬挂，使重力作用方向与框架安装平面与保持一定的平行度；对支撑点进行测量、修整或调节，使支撑点表面在悬挂状态下达到一定的共面度；以支撑点平面为装夹基准，将框架平放装夹至机床。使用该装夹方法加工平面框架的安装面，可以将产品因重力产生的变形量控制在指标允许的范围内，降低复合材料平面框架固化应力对平面的影响，使加工后的产品安装面平面度满足太空失重环境下的精度要求。

Description

一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的 方法
技术领域
本发明属于复合材料及机加工领域，具体涉及一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法。
背景技术
平面框架是卫星常用的一种天线模块载体，一般采用碳纤维复合材料零件通过胶接装配完成，通过对胶接在复合材料上的金属片整体机加工保证安装面精度，在卫星发射时天线框架以折叠的方式收拢在一起，卫星入轨后再展开。平面框架由于存在较大的平面面积和较小的厚度，弯曲刚度差，其平面度在存在重力影响的环境和空间失重环境下很难保持一致。
为解决重力对平面框架平面度的影响，地面测试一般通过悬挂方式使产品安装面与重力作用方向尽量保持平行，从最大程度上降低重力垂直安装面上的分力的影响，这需要框架在悬挂状态下安装面平面度能够满足指标要求。目前，框架产品的安装面精度高，只能通过机加工保证，将产品垂直装夹再进行机加工缺乏有效稳定的工艺方法，且机床垂直方向的行程很难满足框架外形尺寸越来越大的发展趋势，目前还未查见有类似加工方法的报道。
发明内容
针对现有技术中的问题和局限性，本发明创造性提供了一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，使框架在平放状态装夹时仍能够处于悬挂时的平面状态，解决了平面框架使用状态与加工状态不一致的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，包括如下步骤：
S1、在框架待加工面固定一定数量的支撑点，支撑点的分布范围不小于加工面的分布范围；
S2、将碳纤维复合材料平面框架悬挂，使重力作用方向与框架安装平面保持一定的平行度，然后对支撑点进行测量、修整或调节，使支撑点表面在悬挂状态下达到一定的共面度；
S3、以步骤S2所得的支撑点平面为装夹基准，将框架装夹，即可。
优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：
选用直径为30mm的铝棒，制备长度不同的支撑点，在支撑点的一端及框架的相应位置涂常温结构胶，然后将支撑点与框架胶接，固化。
优选地，所述步骤S2中框架采用三点固定的方式悬挂，具体采用两处吊点悬挂一处辅助工装固定。
优选地，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、将框架三点固定到调试工装上，
S22、使用激光跟踪仪测量支撑点另一端面，拟合平面，得到支撑点高度差数据；根据各个支撑点高度数据，用0.1mm厚度的玻璃钢垫片粘贴到支撑点端面，补偿低的支撑点；
S23、重复步骤S21和S22，直至各支撑点高度差≤0.15mm，得支撑点拟合平面。
优选地，支撑点高度可以通过螺纹调节、修挫或贴片的方式进行调整。
优选地，调整后的支撑点形成的拟合平面的平面度优于产品加工后的平面度指标。
优选地，调整后的框架装夹至机床后，压板位置应位于支撑点正上方。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明能够实现框架水平放置状态加工，降低了对机床垂直方向行程的要求；
2、本发明能够使框架在平放状态与悬挂状态的平面度保持基本一致，基本消除框架本身刚度弱、平面度对重力敏感的问题；
3、本发明在实现加工目的的情况下，所使用的方法和措施不改变框架的设计状态且对框架无附加影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态调试状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本实施例提供了一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其调试状态如图1，具体包括如下步骤：
S1、选用直径为30mm的铝棒，制备长度不同的支撑点；
S2、在支撑点4的一端及框架的相应位置涂常温结构胶；
S3、将支撑点4与框架胶接，固化；
S4、将框架5三点固定到调试工装1上，两处采用吊点2悬挂，一处通过辅助工装3固定，使重力作用方向与框架安装平面保持一定的平行度；
S5、使用激光跟踪仪测量支撑点4另一端面，拟合平面，得到支撑点高度差数据；
S6、根据各个支撑点高度数据，用0.1mm厚度的玻璃钢垫片粘贴到支撑点端面，补偿低的支撑点；
S7、重复步骤S5、S6，直至各支撑点高度差≤0.15mm；
S8、以补偿好的支撑点作为装夹基准，将框架放至机床，在支撑点上方搭压板。
综上所述，本具体实施在竖直悬挂状态调整固定在框架上的支撑点平面度，然后以支撑点平面为装夹基准进行安装面机加工的方式，使框架在平放状态与悬挂状态的平面度保持基本一致，基本消除框架本身刚度弱、平面度对重力敏感的问题，同时降低了对机床垂直方向行程的要求，将产品因重力产生的变形量控制在指标允许的范围内，降低复合材料平面框架固化应力对平面的影响，使加工后的产品安装面平面度满足太空失重环境下的精度要求。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在框架待加工面固定一定数量的支撑点，支撑点的分布范围不小于加工面的分布范围；
S2、将碳纤维复合材料平面框架悬挂，使重力作用方向与框架安装平面保持一定的平行度，然后对支撑点进行测量、修整或调节，使支撑点表面在悬挂状态下达到一定的共面度；
S3、以步骤S2所得的支撑点平面为装夹基准，将框架装夹，即可。
2.根据权利要求1所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：
选用直径为30mm的铝棒，制备长度不同的支撑点，在支撑点的一端及框架的相应位置涂常温结构胶，然后将支撑点与框架胶接，固化。
3.根据权利要求1所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，所述步骤S2中框架采用三点固定的方式悬挂，具体采用两处吊点悬挂一处辅助工装固定。
4.根据权利要求1所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：
S21、将框架三点固定到调试工装上，
S22、使用激光跟踪仪测量支撑点另一端面，拟合平面，得到支撑点高度差数据；根据各个支撑点高度数据，用0.1mm厚度的玻璃钢垫片粘贴到支撑点端面，补偿低的支撑点；
S23、重复步骤S21和S22，直至各支撑点高度差≤0.15mm，得支撑点拟合平面。
5.根据权利要求4所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，支撑点高度可以通过螺纹调节、修挫或贴片的方式进行调整。
6.根据权利要求1所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，调整后的支撑点形成的拟合平面的平面度优于产品加工后的平面度指标。
7.根据权利要求1所述的卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法，其特征在于，调整后的框架装夹至机床后，压板位置应位于支撑点正上方。
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