[发明专利]一种缠绕式法兰底座制作方法

说明书

本申请涉及复合材料气瓶技术领域，具体而言，涉及一种缠绕式法兰底座制作方法，包括步骤1：采用TC4钛合金板材夹板热冲压完成缠绕式法兰底座的封头带筒段毛坯成型；步骤2：采用车加工工艺完成缠绕式法兰底座内外表面的机械加工；步骤3：采用数控铣工艺完成缠绕式法兰底座筒段缠绕区应力释放槽的加工；步骤4：采用数控铣工艺完成缠绕式法兰底座封头渐变壁厚区减重孔的加工；步骤5：采用钻孔攻丝工艺完成缠绕式法兰底座安装区的螺纹孔加工。本发明提供的缠绕式法兰底座具有轻质高强、抗动力学载荷能力强、可靠性高、安全性高的特点，使大容积、大重量、高长径比、轻质高强、携带超重工质的复合气瓶能够与卫星新型桁架式承力结构完美装配对接。

技术领域

本申请涉及复合材料气瓶技术领域，具体而言，涉及一种缠绕式法兰底座制作方法。

背景技术

桁架式承力结构具有轻质高强、结构效率高、占空效率高、固有频率高等优点，已经成为新型大型卫星平台承力结构的首选。新型大型卫星平台采用桁架式承力结构替代传统的承力筒式承力结构，卫星平台电推进分系统10-15年以及更长期的服役寿命需携带更大量的高压氙气推进剂，因此复合气瓶结构向大容积、大重量、高长径比、轻质高强的方向发展，复合气瓶携带的推进剂重量由化学推进增压高压氦气的十几公斤左右向电推进高压氙气的上百公斤发展，新型桁架结构的动力学传递特性、新平台下复合气瓶的结构特点、携带的高压氙气超大重量等方面都对复合气瓶的安装接口提高了更大的技术要求。

现有的复合气瓶安装对接方式一般采用传统的复合气瓶金属内衬螺接的金属法兰结构，但是该法兰结构只适用于传统的承力筒安装，存在重量大、扭矩大、应力集中的缺点，针对大容积、大重量、高长径比、轻质高强、携带超重工质复合气瓶与卫星新型桁架式承力结构的装配连接问题目前并没有很好的解决方法。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种缠绕式法兰底座制作方法，解决了大容积、大重量、高长径比、轻质高强、携带超重工质复合气瓶与卫星新型桁架式承力结构的装配连接问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种缠绕式法兰底座制作方法，包括如下步骤：步骤1：采用TC4钛合金板材夹板热冲压完成缠绕式法兰底座的封头带筒段毛坯成型；步骤2：采用车加工工艺完成缠绕式法兰底座内外表面的机械加工；步骤3：采用数控铣工艺完成缠绕式法兰底座筒段缠绕区应力释放槽的加工；步骤4：采用数控铣工艺完成缠绕式法兰底座封头渐变壁厚区减重孔的加工；步骤5：采用钻孔攻丝工艺完成缠绕式法兰底座安装区的螺纹孔加工；

其中，缠绕式法兰底座结构为封头底座带筒段，包括依次连接的筒段缠绕区、应力补强区、封头渐变壁厚区、底座安装区以及底座约束区；筒段缠绕区与复合气瓶筒段的复合层外层缠绕固定；应力补强区的壁厚大于2倍的基础壁厚；封头渐变壁厚区设置有均匀的减重孔；底座安装区沿圆周方向设置有均匀的螺纹孔；底座约束区与复合气瓶的挂丝台配合连接。

进一步的，筒段缠绕区为渐变增厚结构，沿轴向均匀的开设有应力释放槽。

进一步的，筒段缠绕区沿环向等距离开设有树脂环向固定槽。

进一步的，缠绕固定采用变角度近环向缠绕线型的湿法缠绕工艺。

进一步的，复合气瓶为等张力封头圆柱形结构。

进一步的，复合气瓶密封端上封头凸起圆柱与桁架式承力结构支撑板连接。

进一步的，底座安装区与桁架式承力结构的对接环连接。

进一步的，复合气瓶的外径≤Ф800mm，长度≤2500mm，储存推进剂重量≤500kg。

本发明提供的一种缠绕式法兰底座制作方法，具有以下有益效果：