CN110202320B - 用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺，复合工装包括：喷管段工装和身部段工装，喷管段工装包括喷管定位组件、压环组件和短轴组件；身部段工装包括身部轴组件、压块组件和传力组件；在喷管短轴状态下，喷管定位组件、压环组件和短轴组件配合使用，对推力室喷管进行定位和装夹；在身部轴状态下，身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部进行定位和装夹；在喷管短轴状态下，喷管定位组件、压环组件、身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹。本申请能够大大减少单一工装的数量，减少多套单一工装的占地与管理，降低推力室的生产成本。

Description

用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺

技术领域

本申请属于火箭发动机制造技术领域，具体涉及一种用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺。

背景技术

推力室作为液体火箭发动机的重要组成部分，其主要作用是为化学能转变为热能提供场所，并利用拉瓦尔喷管将高温燃气的热能转换成具有较高动能的超音速气流，从而获得反推力。为了承受燃气的高温，喷管一般采用冷却夹套结构，利用推进剂在喷管结构内数百个微小通道流过时带走燃气的热量，保证喷管结构金属材料不被燃气烧蚀、烧毁。喷管的冷却夹套结构由铣槽内壁和外壁组成，该结构的各部分可以在分别制造后通过采用焊接、螺栓连接等方式连接在一起。

现有喷管冷却夹套结构的制造方法主要有：真空加压钎焊、扩散焊、电铸以及激光焊接。现有的喷管制造过程中需要多套工装来保证各部分的焊接。所用工装包括身部大端车加工工装、喷管小端车加工工装、喷管大端车加工工装、内壁对接焊接工装、外壁焊接工装与喷管头部身对接坡口加工工装等一系列的配套工装。在现有喷管的制造过程中，这些工装各自承担其自身的功能，不具有通用性，从而导致喷管的制造过程中存在以下问题：生产成本高、制造场地需求大，工人使用时需要频繁的卸装产品从而降低了产品的质量与生产效率。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺。

根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种用于推力室制备工艺的复合工装，其包括：

喷管段工装，

所述喷管段工装包括喷管定位组件、压环组件和短轴组件；

身部段工装，

所述身部段工装包括身部轴组件、压块组件和传力组件；

在喷管短轴状态下，所述喷管定位组件、压环组件和短轴组件配合使用，对推力室喷管进行定位和装夹；

在身部轴状态下，所述身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部进行定位和装夹；

在喷管短轴状态下，所述短轴组件更换为身部轴组件，所述喷管定位组件、压环组件、身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹。

上述用于推力室制备工艺的复合工装中，所述压环组件设置在所述喷管定位组件的大端，其用于将推力室喷管夹紧在所述喷管定位组件上；所述短轴组件可更换地设置在所述喷管定位组件的小端，其用于将待加工的推力室喷管、所述喷管定位组件和压环组件与车床进行定位和固定；

所述身部轴组件可更换地设置在所述喷管定位组件的小端，其靠近所述喷管定位组件的一端设置有所述压块组件，其远离所述喷管定位组件的一端设置有所述传力组件；所述压块组件和传力组件用于对推力室身部进行找正和夹紧。

进一步地，所述喷管定位组件包括喷管定位胎、定位胎钢套、喷管连接轴、安装底板和装夹套筒；

所述喷管定位胎套设在所述定位胎钢套上，所述定位胎钢套套设在所述喷管连接轴沿其长度方向的一端；所述喷管连接轴沿其长度方向的一端通过连接轴固定螺栓与所述定位胎钢套固定连接；

所述安装底板和装夹套筒均固定套设在所述喷管连接轴沿其长度方向的另一端，所述装夹套筒设置在所述喷管连接轴长度方向的中轴线上，其沿所述喷管连接轴长度方向的一端嵌设在所述安装底板中，另一端凸出在所述安装底板之外。

进一步地，沿所述喷管连接轴的长度方向，在所述喷管定位胎和安装底板上均设置有气路液路管嘴，所述气路液路管嘴用于向推力室喷管中通入焊接所需工质。

进一步地，在所述喷管连接轴的轴线方向上，所述喷管定位胎远离所述安装底板的一端设置有焊漏挡环。

进一步地，所述压环组件包括外压环、压环螺栓和压环螺母；

所述外压环通过所述压环螺栓和压环螺母与所述安装底板的远离所述喷管连接轴的一侧连接，所述外压环的内侧用于压紧推力室喷管外壁。

进一步地，所述短轴组件包括喷管短轴和第一连接螺栓；所述喷管短轴的一端通过所述第一连接螺栓与所述定位胎钢套连接，其另一端用于车加工时与车床进行定位和固定。

进一步地，所述身部轴组件包括身部轴、身部螺母、调整螺栓和第二连接螺栓；

所述身部轴与喷管连接轴设置在同一轴线上；所述身部轴的一端套设有所述身部螺母，所述调整螺栓沿周向设置在所述身部螺母上；所述身部轴的另一端用于通过所述第二连接螺栓与所述定位胎钢套连接。

进一步地，所述压块组件包括身部上压块、上压块钢套、身部下压块、下压块钢套和插键；

所述身部上压块套设在所述上压块钢套上，所述上压块钢套套设在所述身部轴上；所述身部下压块套设在所述下压块钢套上，所述下压块钢套套设在所述身部轴上，所述下压块钢套通过所述插键与身部轴的侧壁连接；所述上压块钢套与下压块钢套在所述身部轴上间隔设置。

进一步地，所述下压块钢套与定位胎钢套之间还设置有橡胶圈，所述橡胶圈套设在所述身部轴上。

进一步地，所述传力组件包括传力套筒和第三连接螺栓，所述传力套筒的一端通过所述第三连接螺栓与所述上压块钢套连接，另一端与所述身部螺母连接。

根据本申请实施例的第二方面，本申请还提供了一种推力室制备工艺，其包括以下步骤：

在喷管短轴状态下，利用喷管定位组件、压环组件和短轴组件对推力室喷管进行定位与装夹，并对推力室喷管小端的焊接坡口进行车加工；

在身部轴状态下，利用身部轴组件、压块组件和传力组件对推力室身部进行定位与装夹，并对推力室身部大端的焊接坡口进行车加工；

在喷管短轴状态下，将短轴组件更换为身部轴组件，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹，并对推力室喷管的内壁进行焊接；

对推力室身部与推力室喷管进行外壁搭接环的焊接；

得到加工完成的推力室。

上述推力室制备工艺中，所述步骤在喷管短轴状态下，利用喷管定位组件、压环组件和短轴组件对推力室喷管进行定位与装夹，并对推力室喷管小端的焊接坡口进行车加工的过程为：

将推力室喷管安装在喷管定位胎和安装底板上；其中，推力室喷管的小端位于喷管定位胎处，其大端位于安装底板处；

在推力室喷管的大端安装外压环，外压环位于安装底板靠近喷管定位胎的一侧；

配合高度尺，通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对推力室喷管进行调平与夹紧；

将复合工装在喷管短轴状态下的工装和推力室喷管装入车床中，完成对推力室喷管小端焊接坡口的车加工。

上述推力室制备工艺中，所述步骤在身部轴状态下，利用身部轴组件、压块组件和传力组件对推力室身部进行定位与装夹，并对推力室身部大端的焊接坡口进行车加工的过程为：

将身部下压块、下压块钢套和插键安装在身部轴沿其长度方向的一端，并将推力室身部安装在身部下压块上；

将身部上压块和上压块钢套安装在传力套筒的一端，将身部螺母和调整螺栓安装在传力套筒的另一端，并将传力套筒安装有身部上压块和上压块钢套的一端装入推力室身部中；

配合高度尺，通过周向分布的调整螺栓对推力室身部进行调平与夹紧；

将复合工装在身部轴状态下的工装和推力室身部装入车床中，完成对推力室身部大端焊接坡口的车加工。

上述推力室制备工艺中，所述步骤在喷管短轴状态下，将短轴组件更换为身部轴组件，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹，并对推力室喷管的内壁进行焊接的过程为：

卸下喷管短轴，将身部轴与定位胎钢套固定连接；

将推力室喷管安装在喷管定位胎和安装底板上；其中，推力室喷管的小端位于喷管定位胎处，其大端位于安装底板处；

在推力室喷管的大端安装外压环，外压环位于安装底板靠近喷管定位胎的一侧；

配合高度尺，通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对推力室喷管进行调平与夹紧；

将身部下压块、下压块钢套和插键安装在身部轴沿其长度方向的一端，并将推力室身部安装在身部下压块上。

将身部上压块和上压块钢套安装在传力套筒的一端，将身部螺母和调整螺栓安装在传力套筒的另一端，并将传力套筒安装有身部上压块和上压块钢套的一端装入推力室身部中；

通过周向分布的调整螺栓对推力室身部和推力室喷管进行整体调平与夹紧；

将复合工装、推力室身部以及推力室喷管装入焊接设备，通过气路液路管嘴通入焊接保护气，完成对推力室喷管内壁的焊接。

上述推力室制备工艺中，在所述对推力室身部与推力室喷管进行外壁搭接环的焊接步骤之后，还包括以下步骤：

对推力室身部小端的焊接坡口进行车加工；

对推力室喷管大端的焊接坡口进行车加工。

根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：采用本申请用于推力室制备工艺的复合工装能够实现对推力室喷管的定位与装夹、对推力室身部的定位与装夹以及对推力室喷管和推力室身部的整体定位与装夹，从而便于对推力室喷管的小端进行焊接坡口车加工、对推力室身部的大端进行焊接坡口车加工、对推力室喷管的内壁进行焊接、对推力室进行外壁搭接环的焊接、对推力室身部的小端进行焊接坡口车加工以及对推力室喷管的大端进行焊接坡口车加工。

与现有技术中喷管焊接所需的多套单一工装相比，本申请复合工装不仅功能更全，而且能够大大减少单一工装的数量，减少多套单一工装的占地与管理，降低多套单一工装使用出错的风险，进一步降低推力室的生产成本。

在车加工完推力室喷管小端的焊接坡口后不需要下胎，换上身部轴组件并装夹好推力室身部即可进行推力室喷管内壁的焊接，不需要下胎继续进行外壁搭接环的焊接，不需要下胎即可进行推力室身部小端的焊接坡口以及推力室喷管大端的焊接坡口的车加工，能够减少反复卸装待加工工件所带来的装夹误差，从而提高推力室产品的加工精度。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。

图1为本申请具体实施方式提供的用于推力室制备工艺的复合工装用于推力室时的使用状态示意图。

图2是本申请具体实施方式提供的用于推力室制备工艺的复合工装在喷管短轴状态下的使用状态示意图。

图3为本申请具体实施方式提供的用于推力室制备工艺的复合工装在身部轴状态下的使用状态示意图。

图4为本申请具体实施方式提供的用于推力室制备工艺的复合工装用于加工推力室大端尺寸时的使用状态示意图。

附图标记说明：

1、喷管定位组件；11、喷管定位胎；12、定位胎钢套；13、喷管连接轴；14、安装底板；15、装夹套筒；151、连接轴固定螺栓；152、套筒固定螺栓；153、套筒紧固螺栓；154、连接轴固定螺母；；16、气路液路管嘴；17、焊漏挡环；

2、压环组件；21、外压环；22、压环螺栓；23、压环螺母；

3、短轴组件；31喷管短轴、32、第一连接螺栓；33、短轴螺母；

4、身部轴组件；41、身部轴；42、身部螺母；43、调整螺栓；44、第二连接螺栓；

5、压块组件；51、身部上压块；52、上压块钢套；53、身部下压块；54、下压块钢套；55、插键；

6、传力组件；61传力套筒；62、第三连接螺栓；

7、橡胶圈；

8、搭接环；

10、推力室喷管；

20、推力室身部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本申请内容的实施例后，当可由本申请内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本申请内容的精神与范围。

本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本申请，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以细微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

如图1所示，本申请用于推力室制备工艺的复合工装包括喷管段工装和身部段工装。其中，喷管段工装包括喷管定位组件1、压环组件2和短轴组件3。身部段工装包括身部轴组件4、压块组件5和传力组件6。

在喷管短轴状态下，喷管定位组件1、压环组件2和短轴组件3配合使用，对推力室喷管10进行定位和装夹，从而便于对推力室喷管10的小端进行焊接坡口车加工。

在身部轴状态下，身部轴组件4、压块组件5和传力组件6配合使用，对推力室身部20进行定位和装夹，从而便于对推力室身部20的大端进行焊接坡口车加工。

在喷管短轴状态下，短轴组件3更换为身部轴组件4，喷管定位组件1、压环组件2、身部轴组件4、压块组件5和传力组件6配合使用，对推力室身部20和推力室喷管10进行整体定位与装夹，从而便于对推力室喷管10的内壁进行焊接、对推力室进行外壁搭接环的焊接、对推力室身部20的小端进行焊接坡口车加工以及对推力室喷管10的大端进行焊接坡口车加工，最终得到加工完成的推力室。

本申请用于推力室制备工艺的复合工装中，压环组件2设置在喷管定位组件1的大端，其用于将推力室喷管10夹紧在喷管定位组件1上。短轴组件3可更换地设置在喷管定位组件1的小端，其用于将待加工的推力室喷管10、喷管定位组件1和压环组件2与车床进行定位和固定，从而便于对推力室喷管10进行车加工。

身部轴组件4可更换地设置在喷管定位组件1的小端，其靠近喷管定位组件1的一端设置有压块组件5，其远离喷管定位组件1的一端设置有传力组件6。压块组件5和传力组件6用于对推力室身部20进行找正和夹紧。身部轴组件4与喷管定位组件1设置在同一条轴线上，便于本申请用于推力室制备工艺的复合工装对推力室喷管10与推力室身部20进行整体装夹。

采用本申请用于推力室制备工艺的复合工装能够实现对推力室喷管10的定位与装夹、对推力室身部20的定位与装夹以及对推力室喷管10和推力室身部20的整体定位与装夹，从而便于对推力室喷管10的小端进行焊接坡口车加工、对推力室身部20的大端进行焊接坡口车加工、对推力室喷管10的内壁进行焊接、对推力室进行外壁搭接环的焊接、对推力室身部20的小端进行焊接坡口车加工以及对推力室喷管10的大端进行焊接坡口车加工。

相对于现有推力室加工与焊接所需的身部大端车加工工装、喷管小端车加工工装、喷管大端车加工工装、内壁对接焊接工装、外壁焊接工装以及喷管头部与推力室身部20身对接坡口加工工装等多套单一工装，本申请用于推力室制备工艺的复合工装能够大大减少单一工装的数量，减少多套单一工装的占地与管理，降低多套单一工装使用出错的风险，进一步降低推力室的生产成本。

在本实施例中，如图1和图2所示，喷管定位组件1包括喷管定位胎11、定位胎钢套12、喷管连接轴13、安装底板14和装夹套筒15。

其中，喷管定位胎11套设在定位胎钢套12上，定位胎钢套12套设在喷管连接轴13沿其长度方向的一端。喷管连接轴13沿其长度方向的一端通过连接轴固定螺栓151与定位胎钢套12固定连接。

安装底板14和装夹套筒15均固定套设在喷管连接轴13沿其长度方向的另一端，装夹套筒15设置在喷管连接轴13长度方向的中轴线上，其沿喷管连接轴13长度方向的一端嵌设在安装底板14中，另一端凸出在安装底板14之外。

具体地，装夹套筒15通过套筒固定螺栓152和套筒紧固螺栓153与安装底板14固定连接。其中，套筒固定螺栓152沿喷管连接轴13的长度方向设置，套筒紧固螺栓153沿与喷管连接轴13的长度方向垂直的方向设置。装夹套筒15通过连接轴固定螺母154与喷管连接轴13固定连接。

具体地，喷管定位胎11采用铝合金材料制成，其与定位胎钢套12配合使用，对推力室喷管10进行定位，在能够保证定位精度的同时还能够降低对推力室喷管10造成损伤的几率。

另外，沿喷管连接轴13的长度方向，在喷管定位胎11和安装底板14上均设置有气路液路管嘴16，气路液路管嘴16用于向推力室喷管10中通入焊接所需冷却水或保护气等工质，从而在能够实现良好的保护效果和冷却效果的同时，能够简化气路液路通道系统。

通过设置气路液路管嘴16，能够实现同一流路的保护气和冷却水的流通。即在推力室喷管10内壁焊接时通过工装上的流路输入氩气等保护气，能够获得良好的焊接背面保护效果；在外壁搭接环焊接时通过同一流路输入冷却水，能够使焊接过程的变形及应力进一步降低。

推力室喷管10进行焊接时，为防止激光进入推力室喷管10内腔对其他部件造成熔融，在喷管连接轴13的轴线方向上，喷管定位胎11远离安装底板14的一端与设置有焊漏挡环17。

如图1和图2所示，压环组件2包括外压环21、压环螺栓22和压环螺母23。

其中，外压环21通过压环螺栓22和压环螺母23与安装底板14的远离喷管连接轴13的一侧连接，外压环21的内侧用于压紧推力室喷管10外侧。外压环21与安装底板14配合用于对推力室喷管10的大端进行装夹，通过调整压环螺栓22和压环螺母23，对推力室喷管10进行调平和夹紧。

如图2所示，短轴组件3包括喷管短轴31和第一连接螺栓32。喷管短轴31的一端通过第一连接螺栓32与定位胎钢套12连接，其另一端用于车加工时与车床进行定位和固定。

在本实施例中，如图3所示，身部轴组件4包括身部轴41、身部螺母42、调整螺栓43和第二连接螺栓44。

身部轴41与喷管连接轴13设置在同一轴线上。身部轴41的一端套设有身部螺母42，调整螺栓43沿周向设置在身部螺母42上。身部轴41的另一端用于通过第二连接螺栓44与定位胎钢套12连接。

如图3所示，压块组件5包括身部上压块51、上压块钢套52、身部下压块53、下压块钢套54和插键55。

身部上压块51套设在上压块钢套52上，上压块钢套52套设在身部轴41上。身部下压块53套设在下压块钢套54上，下压块钢套54套设在身部轴41上，下压块钢套54通过插键55与身部轴41的侧壁连接。上压块钢套52与下压块钢套54在身部轴41上间隔设置。

具体地，身部上压块51和身部下压块53均采用铝合金材料制成，身部上压块51与上压块钢套52配合使用，身部下压块53与下压块钢套54配合使用，共同对推力室身部20进行定位，在能够保证定位精度的同时还能够降低对推力室身部20造成损伤的几率。

如图3所示，传力组件6包括传力套筒61和第三连接螺栓62，传力套筒61的一端通过第三连接螺栓62与上压块钢套52连接，另一端与身部螺母42连接。

对推力室身部20和推力室喷管10进行装夹时，通过调整身部螺母42上沿其周向设置的8颗调整螺栓43，能够将推力室身部20与推力室喷管10焊缝对接的间隙调整到预设值，从而保证推力室身部20与推力室喷管10装夹的精度和稳定性。

在本实施例中，下压块钢套54与定位胎钢套12之间还设置有橡胶圈7，橡胶圈7套设在身部轴41上。通过设置橡胶圈7能够使身部轴41沿其周向进行自适应调整，自适应调整的位移为3mm左右。

如图2所示，在喷管短轴状态下，还可以在喷管短轴31与定位胎钢套12连接端的相对端设置身部下压块53、下压块钢套54和插键55。身部下压块53套设在下压块钢套54上，下压块钢套54套设在喷管短轴31上，下压块钢套54与喷管短轴31通过插键55连接。下压块钢套54与定位胎钢套12之间设置有橡胶圈7，橡胶圈7套设在喷管短轴31上。身部下压块53套远离定位胎钢套12的一端通过短轴螺母33进行紧固。

通过在喷管短轴31上设置身部下压块53、下压块钢套54和插键55，能够在对推力室身部20与推力室喷管10进行装夹前，将推力室身部20装在身部下压块53上，检验推力室身部20与推力室喷管10之间的焊缝是否满足预设需求。

完成对推力室喷管10小端的焊接坡口车加工后，不需要推力室喷管10下胎，将喷管短轴31更换为身部轴41，并对推力室身部20与推力室喷管10进行装夹后，即可以完成推力室喷管10的内壁焊接以及对推力室外壁搭接环的焊接；同样不需要推力室下胎，即可以完成推力室身部20小端焊接坡口的车加工以及推力室喷管10大端焊接坡口的车加工，从而减少反复卸装待加工工件所带来的装夹误差，进一步提高推力室产品的加工精度。

基于本申请提供的用于推力室制备工艺的复合工装，本申请还提供了一种推力室制备工艺，其包括以下步骤：

S1、在喷管短轴状态下，利用喷管定位组件1、压环组件2和短轴组件3对推力室喷管10进行定位与装夹，并对推力室喷管10小端的焊接坡口进行车加工，其具体过程为：

S11、将推力室喷管10安装在喷管定位胎11和安装底板14上。其中，推力室喷管10的小端位于喷管定位胎11处，其大端位于安装底板14处。

S12、在推力室喷管10的大端安装外压环21，外压环21位于安装底板14靠近喷管定位胎11的一侧。

S13、配合高度尺，通过周向分布的压环螺母23和压环螺栓22对推力室喷管10进行调平与夹紧。

S14、将复合工装在喷管短轴状态下的工装和推力室喷管10装入车床中，完成对推力室喷管10小端焊接坡口的车加工。

S2、在身部轴状态下，利用身部轴组件4、压块组件5和传力组件6对推力室身部20进行定位与装夹，并对推力室身部20大端的焊接坡口进行车加工，其具体过程为：

S21、将身部下压块53、下压块钢套54和插键55安装在身部轴41沿其长度方向的一端，并将推力室身部20安装在身部下压块53上。

S22、将身部上压块51和上压块钢套52安装在传力套筒61的一端，将身部螺母42和调整螺栓43安装在传力套筒61的另一端，并将传力套筒61安装有身部上压块51和上压块钢套52的一端装入推力室身部20中。

S23、配合高度尺，通过周向分布的调整螺栓43对推力室身部20进行调平与夹紧。

S24、将复合工装在身部轴状态下的工装和推力室身部20装入车床中，完成对推力室身部20大端焊接坡口的车加工。

S3、在喷管短轴状态下，将短轴组件3更换为身部轴组件4，对推力室身部20和推力室喷管10进行整体定位与装夹，并对推力室喷管10的内壁进行焊接，其具体过程为：

S31、卸下喷管短轴31，将身部轴41与定位胎钢套12固定连接。

S32、将推力室喷管10安装在喷管定位胎11和安装底板14上。其中，推力室喷管10的小端位于喷管定位胎11处，其大端位于安装底板14处。

S33、在推力室喷管10的大端安装外压环21，外压环21位于安装底板14靠近喷管定位胎11的一侧。

S34、配合高度尺，通过周向分布的压环螺母23和压环螺栓22对推力室喷管10进行调平与夹紧。

S35、将身部下压块53、下压块钢套54和插键55安装在身部轴41沿其长度方向的一端，并将推力室身部20安装在身部下压块53上。

S36、将身部上压块51和上压块钢套52安装在传力套筒61的一端，将身部螺母42和调整螺栓43安装在传力套筒61的另一端，并将传力套筒61安装有身部上压块51和上压块钢套52的一端装入推力室身部20中。

S37、通过周向分布的调整螺栓43对推力室身部20和推力室喷管10进行整体调平与夹紧，使得推力室身部20大端的焊接坡口与推力室喷管10小端的焊接坡口之间的间隙小于或等于0.1mm。

S38、将复合工装、推力室身部20以及推力室喷管10装入焊接设备，通过气路液路管嘴16通入焊接保护气，完成对推力室喷管10内壁的焊接。

S4、对推力室身部20与推力室喷管10进行外壁搭接环的焊接，其具体过程为：

S41、将复合工装、推力室身部20以及推力室喷管10从焊接设备上取下后装入旋转变位机。

S42、通过气路液路管嘴16通入焊接冷却水，在推力室身部20以及推力室喷管10的搭接处装入搭接环8，完成外壁搭接环的焊接。

S5、对推力室身部20小端的焊接坡口进行车加工，其具体过程为：

S51、将复合工装和焊接得到的推力室从旋转变位机上取下。

S52、将复合工装和推力室装入车床，完成对推力室身部20小端焊接坡口的车加工。

S6、如图4所示，对推力室喷管10大端的焊接坡口进行车加工，其具体过程为：

S61、将复合工装和推力室从车床上取下。

S62、卸下推力室喷管10大端处的外压环21、安装底板14和装夹套筒15。

S62、将部分剩余工装和推力室装入车床，完成对推力室喷管10大端焊接坡口的车加工。

S7、得到加工完成的推力室，其具体过程为：

S71、将部分剩余工装和推力室从车床上取下。

S72、卸下身部螺母42、传力套筒61、身部上压块51和上压块钢套52，将推力室从剩余的部分工装上整体卸下，得到加工完成的推力室。

在上述推力室制备工艺中，在喷管短轴状态下，对推力室喷管10进行定位与装夹，并完成对推力室喷管10小端焊接坡口的车加工；在身部轴41状态下，对推力室身部20进行定位与装夹，并完成对推力室身部20大端焊接坡口的车加工；在喷管短轴状态下，将短轴组件3更换为身部轴组件4，对推力室身部20和推力室喷管10进行整体定位与装夹，并在不需要待加工工件下胎的情况下，就能够完成推力室喷管10内壁的焊接以及外壁搭接环的焊接；同样在不需要推力室下胎的情况下，就能够完成推力室身部20小端焊接坡口的车加工以及推力室喷管10大端焊接坡口的车加工；采用本申请推力室制备工艺能够减少反复卸装待加工工件所带来的装夹误差，从而提高推力室产品的加工精度。

在一些实施例中，本申请的推力室内壁焊接可以采用例如激光焊接或其它高能粒子束焊接，外壁的搭接环焊接可以采用氩弧焊焊接，但本申请的具体焊接方式不限于此。

本申请可以用于液体火箭发动机推力室的制造领域，也可以广泛用于其它类似回转件的对接加工过程中。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，在不脱离本申请的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本申请保护的范围。

Claims (15)

1.一种用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，包括：

喷管段工装，

所述喷管段工装包括喷管定位组件、压环组件和短轴组件；

身部段工装，

所述身部段工装包括身部轴组件、压块组件和传力组件；

在喷管短轴状态下，所述喷管定位组件、压环组件和短轴组件配合使用，对推力室喷管进行定位和装夹；

在身部轴状态下，所述身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部进行定位和装夹；

在喷管短轴状态下，所述短轴组件更换为身部轴组件，所述喷管定位组件、压环组件、身部轴组件、压块组件和传力组件配合使用，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹；

所述压环组件设置在所述喷管定位组件的大端，其用于将推力室喷管夹紧在所述喷管定位组件上；所述短轴组件可更换地设置在所述喷管定位组件的小端，其用于将待加工的推力室喷管、所述喷管定位组件和压环组件与车床进行定位和固定；

所述身部轴组件可更换地设置在所述喷管定位组件的小端，其靠近所述喷管定位组件的一端设置有所述压块组件，其远离所述喷管定位组件的一端设置有所述传力组件；所述压块组件和传力组件用于对推力室身部进行找正和夹紧；

所述身部轴组件与喷管定位组件设置在同一条轴线上。

2.根据权利要求1所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述喷管定位组件包括喷管定位胎、定位胎钢套、喷管连接轴、安装底板和装夹套筒；

所述喷管定位胎套设在所述定位胎钢套上，所述定位胎钢套套设在所述喷管连接轴沿其长度方向的一端；所述喷管连接轴沿其长度方向的一端通过连接轴固定螺栓与所述定位胎钢套固定连接；

所述安装底板和装夹套筒均固定套设在所述喷管连接轴沿其长度方向的另一端，所述装夹套筒设置在所述喷管连接轴长度方向的中轴线上，其沿所述喷管连接轴长度方向的一端嵌设在所述安装底板中，另一端凸出在所述安装底板之外。

3.根据权利要求2所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，沿所述喷管连接轴的长度方向，在所述喷管定位胎和安装底板上均设置有气路液路管嘴，所述气路液路管嘴用于向推力室喷管中通入焊接所需工质。

4.根据权利要求2所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，在所述喷管连接轴的轴线方向上，所述喷管定位胎远离所述安装底板的一端设置有焊漏挡环。

5.根据权利要求2所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述压环组件包括外压环、压环螺栓和压环螺母；

所述外压环通过所述压环螺栓和压环螺母与所述安装底板的远离所述喷管连接轴的一侧连接，所述外压环的内侧用于压紧推力室喷管外壁。

6.根据权利要求2所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述短轴组件包括喷管短轴和第一连接螺栓；所述喷管短轴的一端通过所述第一连接螺栓与所述定位胎钢套连接，其另一端用于车加工时与车床进行定位和固定。

7.根据权利要求5所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述身部轴组件包括身部轴、身部螺母、调整螺栓和第二连接螺栓；

所述身部轴与喷管连接轴设置在同一轴线上；所述身部轴的一端套设有所述身部螺母，所述调整螺栓沿周向设置在所述身部螺母上；所述身部轴的另一端用于通过所述第二连接螺栓与所述定位胎钢套连接。

8.根据权利要求7所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述压块组件包括身部上压块、上压块钢套、身部下压块、下压块钢套和插键；

所述身部上压块套设在所述上压块钢套上，所述上压块钢套套设在所述身部轴上；所述身部下压块套设在所述下压块钢套上，所述下压块钢套套设在所述身部轴上，所述下压块钢套通过所述插键与身部轴的侧壁连接；所述上压块钢套与下压块钢套在所述身部轴上间隔设置。

9.根据权利要求8所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述下压块钢套与定位胎钢套之间还设置有橡胶圈，所述橡胶圈套设在所述身部轴上。

10.根据权利要求8所述的用于推力室制备工艺的复合工装，其特征在于，所述传力组件包括传力套筒和第三连接螺栓，所述传力套筒的一端通过所述第三连接螺栓与所述上压块钢套连接，另一端与所述身部螺母连接。

11.一种推力室制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

在喷管短轴状态下，利用喷管定位组件、压环组件和短轴组件对推力室喷管进行定位与装夹，并对推力室喷管小端的焊接坡口进行车加工；

在身部轴状态下，利用身部轴组件、压块组件和传力组件对推力室身部进行定位与装夹，并对推力室身部大端的焊接坡口进行车加工；

在喷管短轴状态下，将短轴组件更换为身部轴组件，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹，并对推力室喷管的内壁进行焊接；

对推力室身部与推力室喷管进行外壁搭接环的焊接；

得到加工完成的推力室。

12.根据权利要求11所述的推力室制备工艺，其特征在于，所述在喷管短轴状态下，利用喷管定位组件、压环组件和短轴组件对推力室喷管进行定位与装夹，并对推力室喷管小端的焊接坡口进行车加工的过程为：

将推力室喷管安装在喷管定位胎和安装底板上；其中，推力室喷管的小端位于喷管定位胎处，其大端位于安装底板处；

在推力室喷管的大端安装外压环，外压环位于安装底板靠近喷管定位胎的一侧；

配合高度尺，通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对推力室喷管进行调平与夹紧；

将复合工装在喷管短轴状态下的工装和推力室喷管装入车床中，完成对推力室喷管小端焊接坡口的车加工。

13.根据权利要求11所述的推力室制备工艺，其特征在于，所述在身部轴状态下，利用身部轴组件、压块组件和传力组件对推力室身部进行定位与装夹，并对推力室身部大端的焊接坡口进行车加工的过程为：

将身部下压块、下压块钢套和插键安装在身部轴沿其长度方向的一端，并将推力室身部安装在身部下压块上；

将身部上压块和上压块钢套安装在传力套筒的一端，将身部螺母和调整螺栓安装在传力套筒的另一端，并将传力套筒安装有身部上压块和上压块钢套的一端装入推力室身部中；

配合高度尺，通过周向分布的调整螺栓对推力室身部进行调平与夹紧；

将复合工装在身部轴状态下的工装和推力室身部装入车床中，完成对推力室身部大端焊接坡口的车加工。

14.根据权利要求11所述的推力室制备工艺，其特征在于，所述在喷管短轴状态下，将短轴组件更换为身部轴组件，对推力室身部和推力室喷管进行整体定位与装夹，并对推力室喷管的内壁进行焊接的过程为：

卸下喷管短轴，将身部轴与定位胎钢套固定连接；

将推力室喷管安装在喷管定位胎和安装底板上；其中，推力室喷管的小端位于喷管定位胎处，其大端位于安装底板处；

在推力室喷管的大端安装外压环，外压环位于安装底板靠近喷管定位胎的一侧；

配合高度尺，通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对推力室喷管进行调平与夹紧；

将身部下压块、下压块钢套和插键安装在身部轴沿其长度方向的一端，并将推力室身部安装在身部下压块上；

将身部上压块和上压块钢套安装在传力套筒的一端，将身部螺母和调整螺栓安装在传力套筒的另一端，并将传力套筒安装有身部上压块和上压块钢套的一端装入推力室身部中；

通过周向分布的调整螺栓对推力室身部和推力室喷管进行整体调平与夹紧；

将复合工装、推力室身部以及推力室喷管装入焊接设备，通过气路液路管嘴通入焊接保护气，完成对推力室喷管内壁的焊接。

15.根据权利要求11所述的推力室制备工艺，其特征在于，在所述对推力室身部与推力室喷管进行外壁搭接环的焊接步骤之后，还包括以下步骤：

对推力室身部小端的焊接坡口进行车加工；

对推力室喷管大端的焊接坡口进行车加工。