薄壁不锈钢管数控绕弯成形数值仿真及工艺研究

针对航天某型号薄壁弯管成形难度大、尺寸精度低等问题,提出了数控绕弯成形替代拼焊成形,分析数控绕弯工艺特点及参数确定方法。建立模型对成形工艺参数进行有限元仿真,分析弯曲速度及芯头直径缩减量对不锈钢管成形影响,并通过试验得到优化的工艺参数。结果表明弯曲速度为8mm/s、减小芯头缩减量为0.6mm时,成形零件截面畸变不超过4%,最小壁厚0.65mm,弯曲后管材产生形变强化效果,组织更为细密,成行排列的方向性更明显,提高了零件强度。     

三公分的波导成型

一、弯波导 1.工艺流程: 备料去毛刺→清洗退火(清除毛坯的内应力)→弯曲成型→机械加工 2.弯曲的工艺方法: 1).压头压波导管的一端,直入成型模内,见图1。波导管内的填料一般是低熔点合 金。所以,当其弯曲向外延伸时,使管壁之间的距离缩小。 WG16的H面弯曲时(90°)壁间距(10mm)     

复合固体推进剂燃速国家一级标准物质

选择HTPB推进剂作为复合固体推进剂燃速标准物质的候选物,介绍了它的配方和工艺,进行了均匀性和3年稳定性检验,其结果满足要求。采用声发射和靶线两种不同原理的方法定值,并根据ISO导则1993(E)评定了定值的不确定度,得出燃速标准物质的标准值为10．229mm／s,合成标准不确定度为0．076mm^2／s(测试条件：7MPa,20℃下)。     

内涵尾喷管聚氨酯模成形工艺

由于内涵尾喷管属薄壁件，型面贴合度高，材料变薄量不超过0．2mm，为此采用聚氨酯橡胶模胀形工艺，选用15°锥形压边圈，聚氨酯橡胶的硬度为75～90A，成形出了外观质量好、材料变薄量小、符合图纸要求的产品。     

C/C-SiC防热材料快速制备及其性能研究真

采用CVI+PIC工艺制备了密度为1.35～1.45 g/cm3的C/C多孔体,对多孔体进行LSI快速获得C/C-SiC防热材料,表征了防热材料的微观结构、弯曲性能,对其进行300 s氧乙炔烧蚀试验,检测了筒形C/C-SiC燃烧室热结构缩比构件的整体承压性能。结果表明,采用CVI+PIC方法成型的C/C多孔体LSI后,液相Si主要与树脂炭反应,生成的SiC位于纤维束之间的大孔孔隙中,由炭纤维束与其内部和包覆在纤维束表层的热解炭构成的增强相未受液Si浸蚀。制备的C/C-SiC弯曲强度达122 MPa,弯曲破坏呈现明显的假塑性断裂;筒形C/C-SiC燃烧室热结构缩比件(外径175 mm、壁厚7.5 mm、高度200 mm)水压爆破压力为5.2 MPa。C/C-SiC材料氧乙炔试验线烧蚀率0.000 2～0.000 3 mm/s、质量烧蚀率0.000 1～0.000 3 g/s,材料的烧蚀以热化学烧蚀为主,烧蚀型面整体平滑,烧蚀表面形成了SiO2抗氧化玻璃相和Si纳米线。     

离子束辅助沉积（Al,Ti）N硬质涂层工艺优化

金属原子比Ti/(Ti+Al) R1=0～1.0和金属离子原子比(Ti+Al)/N R2=0.5～1.5范围内, 当氮离子束流密度为0.10mA/mm2,氮离子能量为2.0keV时,采用离子束辅助沉积(IBAD)(Al,Ti)N 硬质涂层。工艺优化表明, R1=0.25, R2=1.0时,可得到最佳涂层硬度和表面光洁度。由涂层表面及断面电子扫描镜(SEM)分析,三元素涂层 (Al,Ti)N 组织致密且晶粒细小。由电子探针微分析(EPMA), 涂层内部氮元素处于过饱和状态。由X射线衍射(XRD)分析, 最佳处存在AlN(101) 和 TiN(200)结构。     

小管径热燃气导管焊接及成形

某产品的热燃气导管装置是由外径Φ4mm、壁厚0.5mm的小直径不锈钢导管弯曲后与各接头焊接而成,形状为复杂的空间曲线。通过工艺试验,总结了小管焊接及成形的工艺技术难点以及解决这些难点的各项工艺措施,使生产单位掌握了小管成形和焊接技术,形成了一套完整的小管成形和焊接工艺流程,提高了产品的合格率。     

收敛段内壁强力旋压胀形工艺试验

发动机收敛段内壁采用卷锥筒、对焊、胀形工艺,存在着焊缝材料强度低,胀形后焊缝处壁厚减薄量超差的问题。废品率高,潜在质量差。为此做强力旋压、胀形工艺试验。强力旋压有一次成型,二次成型方案。一次成型试验起旋后在距小端60～90nm处屡次产生龟裂,甚至断裂。因此,未作进一步试验;二次成型试验采用的过渡模胎的半锥角定为30°,二次旋压模胎的半锥角仍为12°, 前、中、后共三次消除冷作硬化热处理,零件顺利成型。又通过试验在胀形、热处理、校形工艺及一次胀形成型工艺中选择了前者,型面与样板的间隙<0.15mm。零件达到并超过了图纸的技术要求。     

固定管板式换热器的危险工况分析和管、壳应力在设计中的作用

本文在前文的基础上,阐明危险工况(或称可能出现的危险工况)和真正危险工况之间的区别和联系,仅由操作条件只能列出危险工况而无法得出真正的危险工况,真正的危险工况不仅和操作条件有关,而且和换热器的结构条件和各部件相对尺寸有关。 根据换热器的具体结构条件、各元件相对尺寸和危险工况,管板、管子或壳体应力的最大值都有可能首先超过各自的强(刚)度校核条件。所以,在设计时不论管板、管子或壳体都应由各个危险工况求出其可能出现的最大应力值并校核满足,不能以并非最大的应力值进行校核,更不能因管子或壳体应力(特别是带有膨胀节时)绝对值较低而认为其强度不会成为问题,甚至不予计算。     

锥型石墨/环氧盒式梁制造及性能

用石墨/环氧(T300/934)预浸料制造上下壁成2°锥度角的盒式梁,然后在钢芯模上用压机固化成型。当压机模板在垂直方向加压时,螺栓提供水平方向成型压力。面内弯曲铜度经3点弯曲试验测定,满足设计要求。     

环氧树脂648和TDE-85的质子辐照损伤效应研究

通过地面模拟空间环境质子辐照条件(质子能量Ep=150keV,束流密度A=2.0×1012cm-2·s-1,辐照剂量范围Φ=(0～5.0)×1016cm-2;真空度10-6Pa,环境温度120 K),研究了不同辐照剂量下环氧树脂浇注体648和TDE-85的质量损失、弯曲强度和表面相糙度的变化.试验结果表明,随着辐照剂量的增加,质量损失呈现先加速递增后趋于平缓的趋势;648的弯曲强度呈单边下降趋势,TDE-85的弯曲强度呈现先上升后下降的趋势,树脂表面产生了碳化效应,表面粗糙度发生了不同程度的变化.     

激光选区熔化成形SiCP/AlSi10Mg复合材料工艺及性能研究

为研究激光选区熔化(SLM)成形技术制备SiC颗粒增强AlSi10Mg复合材料的成形机理,开展了SLM成形工艺参数(扫描间距、扫描速度)对致密度、机械性能等影响情况的研究。结果表明:所制备试样中SiC增强颗粒分布均匀,并与基体具有连续相容的冶金结合界面。当激光扫描速度从900 mm/s升高到2 100 mm/s时,在不同的扫描间距下,复合材料试样致密度均随之降低;当扫描间距在0.09～0.12 mm内变化时,在不同的扫描速度下,致密度变化趋势并不一致;在激光功率490 W、铺粉层厚0.04 mm、扫描间距0.12 mm、扫描速度900 mm/s时,制备的SiC颗粒增强AlSi10Mg复合材料试样得到最佳综合性能(相对密度99.1%,显微硬度198.7 HV0.2,抗拉强度341.9 MPa);在该最佳工艺参数下,成功制备出复杂结构的薄壁零件。研究为SLM成形SiCP/AlSi10Mg复合材料在航空航天和空间领域的应用提供了理论基础和实验依据。     

碳化硼气浮马达轴承件的加工与计量

碳化硼气(?)马达轴承件,质硬(HV2800～3000)、性脆,各零件的尺寸精度、形位公差均在0.0002mm。表面粗糙度Ra=0.012/μm,由于毛胚表层材料致密度不高,其加工余量必需增大至2～3mm,为此选用不同粒度的金钢石磨轮分粗加工、半精加工、精加工磨削至尺寸精度、形位公差达0.001mm.然后采用金刚石研磨料进行高精度研磨,利用已经加工、检验合格的零件,用502胶与待加工件粘结成整体,利用合格件的形位控制待加工件的形位公差。尺寸精度及形位公差O.0002mm的检测技术采取光线入射法、相对比较法、组合相对检测法等检测方法,解决了工序检测及最终检测难题。     

航天铝合金深腔零件整体成形预制坯优化设计

提出航天铝合金深腔零件整体成形方法,开展预制坯优化设计。对比分析直筒和变径筒两种预制筒坯结构变形规律,数值模拟研究了底部圆角对开口球形件液压成形的影响规律。以直径D=450 mm的球形整体零件为验证对象,进行底部圆角r=60 mm的变径筒形件的液压成形试验验证。结果表明:直筒坯液压成形时,赤道位置发生破裂;变径筒坯液压成形时,当胀形压力为16 MPa即发生贴模;液压成形时,筒端口自适应补料,所以上半球的壁厚分布均匀;随着底部圆角越大,筒底部减薄越小,筒壁厚越均匀;当底部圆角为r=60 mm时,开口球壳赤道位置壁厚减薄最严重,减薄率为11.1%,球底部减薄率为9.8%,开口球壳上半球壁厚差为0.17 mm,下半球壁厚差为0.43 mm。     

大厚度比窄焊缝不锈钢薄板缝焊工艺研究

采用电阻缝焊方法对航天推进剂贮箱用0.086 mm厚不锈钢网片(022Cr17Ni12Mo2)和1 mm厚不锈钢支板(1Cr18Ni9Ti)进行搭接缝焊工艺试验,通过控制不锈钢支板变形量和网片变形张力,检查焊缝外观质量、密封性和内部质量,解决了接头组合材料厚度比大于10:1和焊缝宽度1~1.2 mm的不锈钢薄板缝焊难题。研究结果表明,采用合适工艺参数可以避免缝焊过程焊缝成型不良等问题,保证了焊缝密封性;采用专用工装对缝焊过程不锈钢支板变形进行控制和焊后校形处理,可有效控制不锈钢薄板焊接变形;通过缝焊过程网片表面张力的调节,达到了控制网片性能的目的。     

火箭发动机涡轮泵轴电解扩孔加工技术

某型液体火箭发动机涡轮泵轴内腔采用台阶式深长孔结构,需将长度424 mm的深孔直径由?71.8 mm扩孔至?89 mm,采用常规机械加工,存在刀具易振颤、散热条件差等难题,加工难度极大,成本高昂。提出一种工件旋转、阴极可调整式随动进给电解加工方法解决大深径比深孔扩孔难题,借助流场电场仿真技术手段,完成了内喷式工具阴极刃的刃口优化设计、长阴极刃的电解液喷口结构设计与优化、过渡圆弧的阴极轮廓设计与优化;并完成了加工装置的适应性改制,进行了电解扩孔技术的电解加工参数优选。在电解液浓度20%(硝酸钠溶液)、电解液温度29～33℃、电解液入口压力0.3 MPa、电压20 V、阴极进给速度0.02 mm/min、电机转速8 r/min的加工条件下,借助超声波测厚仪在机检测剩余壁厚,对阴极进行动态调整,加工出圆度及同轴度优于?0.02 mm、直径精度优于0.2 mm的轴深孔结构。     

体大壁薄灰铸铁铸件机械粘砂的防治

体大壁薄灰铸铁铸件表面机械粘砂,粗糙度〉Ra 68μm,此系金属液渗入面砂表层孔隙所致,采取型砂优化处理,包括选产地,除杂质,过100～200目筛等;控制面砂配方及工艺,新旧砂各50％,75～150目煤粉7％,活化膨润土6％,净水6％,重油0.5％,混合后湿强度O.0667MPa.面砂厚度10～15mm,控制涂料的配制及工艺,石墨粉加15％SiC涂厚0.5mm;控制铸铁熔炼工艺,清除浮砂,严格炉前铁水检验等综合处理办法,可有效地攻克这机械粘砂难题。     

大熔深激光焊气孔抑制技术

针对空间发动机中频繁出现的大熔深激光焊需求,以及随之而来的工艺性气孔超标问题,在3种工艺模式下开展了气孔抑制技术研究:一为非熔透焊模式、稍快焊接速度、正向大幅提高离焦量(≥4 mm)、负方向适当倾斜入射(-10°)和辅以大功率补偿熔深;二为非熔透焊模式、普通焊接速度、正向少许提高离焦量、垂直入射、特定扫描波形(O形)、特定扫描频率(100～150 Hz)和特定扫描幅度(0.4～0.6mm);三为稳定熔透焊模式、稍慢焊接速度、表面聚焦、垂直入射、调整功率保证焊缝背宽比介于适宜范围内(0.45～0.65)。最终试验结果显示在4 mm熔深前提下,3种方法皆可将焊缝气孔率控制在5%以下,满足航天焊接标准的II级质量要求,且采用最佳工艺规范焊接的产品已通过了飞行试验考核。     

D6AC超薄壁燃烧室壳体数控旋压成形工艺研究

通过对某型号固体火箭发动机超薄壁燃烧室壳体旋压工艺研究,分析D6AC材料筒形件在超薄壁旋压生产中壁厚、圆度、直线度的控制以及前期毛坯设计问题。从工艺角度主要解决生产中遇到的产品质量问题,兼顾各个工艺方案在不同生产阶段的适用情况。     

薄壁长锥筒加工工艺

为解决薄壁长锥筒零件直径大、长度长、壁薄、小锥度、母线不直度、圆度及尺寸精度要求高的问题。采用整体车削加工工艺，并在机床切削系统的刚性、变形、震颤、平衡刀杆、工艺装备、刀具角度、切削用量等方面进行了研究与技术改进。首次在普通车床上成功地加工出了这种大直径薄壁长锥筒零件，并为类似的结构壳体提供了一条可借鉴的工艺途径。