[发明专利]卫星复合材料桁架原位胶接装配的方法

说明书

本发明提供了一种卫星复合材料桁架原位胶接装配的方法，包括如下步骤：步骤1：根据桁架结构及接口，设计、制造原位胶接装配工装；步骤2：将桁架零部件在原位胶接装配工装上进行装配和固定；步骤3：利用原位胶接装配工装上的钻模孔在桁架零部件上打孔；步骤4：利用原位胶接装配工装的定位孔定位桁架装配零部件以及桁架零部件内的埋件，进行桁架的装配定位、胶接和固化。本发明能够实现桁架所有安装孔在同一基准下进行打孔、定位、胶接和固化，能够有效降低复合材料零部件的修配，提高装配精度。本发明有效避免了复合材料外形偏差带来的机加工基准误差，避免了复合材料零部件无法设置精确机加工基准带来的加工问题。

技术领域

本发明涉及复合材料结构件装配领域，具体地，涉及一种卫星复合材料桁架原位胶接装配的方法。

背景技术

复合材料桁架是卫星及空间飞行器一种常用的承载结构，一般采用碳纤维复合材料零件及金属埋件通过胶接装配制造，以复合材料提供载荷支撑，以复合材料中的金属埋件提供卫星载荷接口。因此，桁架结构对接口位置的孔位及平面度要求较高，而对复合材料杆件、接头的外形尺寸要求相对较低。

目前常规的桁架装配及加工多采用传统方式进行，即复合材料零件状态进行打孔、预装修配、胶接埋件、在工装上定位胶接桁架，该方式存在以下几方面问题：

1、复合材料零件成型后，其外形精度相对较差，在打孔过程中，难以找到准确的基准进行加工；

2、由于零件单独加工孔，孔位累积误差容易导致在工装上难以完全适配，增加修配的工作量且影响孔位精度，同时对复合材料过度的修配导致零件的报废率升高；

3、整个桁架研制生产过程中，复合材料均经过机床加工，且加工无法完全满足后续装配要求，成本高且效率低下。

为解决零件打孔及装配过程中的误差，采用复合材料零件及金属埋件预加工工艺孔的方式，避免上述的问题，但是复合材料零件及金属零件均需要进行第二次加工，增加成本且降低了产品的装配效率。

公开号为CN106785314A的专利文献公开了一种多层复杂桁架结构装配成型方法，包括如下步骤：将多层复杂桁架以多通接头为装配基准划分单层装配关系；以划分好的单层桁架为主体进行相应的装配顺序确认及工装设计生产，待工装齐备后按照相关碳纤维桁架的胶接规范进行各层桁架结构胶接装配，待固化后脱模；将已完成胶接的单层桁架进行多层装配，最终完成一体成型；将桁架整体进行同一基准下的精度加工。但是该方法在复合材料零件状态进行打孔、预装修配、胶接埋件，复合材料零件成型后，其外形精度相对较差，在打孔过程中，难以找到准确的基准进行加工；且由于零件单独加工孔，孔位累积误差容易导致在工装上难以完全适配，增加修配的工作量且影响孔位精度，同时对复合材料过度的修配导致零件的报废率升高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星复合材料桁架原位胶接装配的方法。

根据本发明提供的一种卫星复合材料桁架原位胶接装配的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据桁架结构及接口，设计、制造原位胶接装配工装；

步骤2：将桁架零部件在原位胶接装配工装上进行装配和固定；

步骤3：利用原位胶接装配工装上的钻模孔在桁架零部件上打孔；

步骤4：利用原位胶接装配工装的定位孔定位桁架装配零部件以及桁架零部件内的埋件，进行桁架的装配定位、胶接和固化。

优选地，所述步骤1设计制造的原位胶接装配工装上设置有与桁架零部件上安装孔对应的钻模孔、定位孔，所述钻模孔、定位孔与桁架零部件上安装孔的孔径一致，钻模孔、定位孔的深度不低于桁架零部件接口上安装孔的深度；桁架零部件上的安装孔均能够通过原位胶接装配工装实现打孔或定位。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：