[发明专利]一种薄壁标校球的高精度无模液压胀形方法

说明书

本发明涉及雷达标校技术领域，具体涉及一种薄壁标校球的高精度无模液压胀形方法，通过五边形和六边形板材拼焊形成足球结构，采用粗胀形和精胀形两阶段的液压胀形工艺实现大尺寸高精度薄壁标校球的快速低成本制造，解决了传统标校球制造需要专用成型模具成本高周期长以及拼接电性能差等问题。

技术领域

本发明涉及雷达标校技术领域，具体涉及一种薄壁标校球的高精度无模液压胀形方法。

背景技术

标校球是雷达测量系统的测量基准，通过氢气球或无人机挂飞实现对雷达系统的标定，对标校球外表面圆度、粗糙度和球体轻量化要求极高。

目前常用的标校球为直径300mm左右的薄壁空心球，材料为壁厚1mm左右的铝合金，主要方法为拉深成形+联接方法，工艺流程包括下料、冲裁毛坯、热处理退火、半球拉深、热处理去应力、整形、切边、联接等工序，工序较为复杂，半球连接时的界面导电性能差异和微观错位对电磁信号影响较大，严重影响标校精度，同时该方法制造过程中需拉深模、整形模、切边模等多套模具，成本高。

此外，随着米波雷达对测量精度的需求提升，标校球尺寸不断增大，直径约900mm的标校球采用拉深成形+联接方法时精度难以保证，且制造成本显著提升，无法满足大尺寸高精度标校球的制造需求。

因此，亟需研发新型标校球成型方法，实现大尺寸薄壁标校球的高精度制造。

无模液压胀形技术是制造空心球形结构的成型方法之一，工艺流程为下料、组焊、液压成形，避免了高成本的制造模具和复杂的加工过程，主要用于压力容器和装饰性球体的制造。该技术应用于标校球制造具有能够避免复杂工序、消除连接接缝、保证薄壁壁厚一致性、取消高成本模具等优势。

但是与压力容器等相比，标校球对表面圆度和粗糙度、直径精度等指标要求对现有无模液压胀形技术提出了新的挑战，主要表现为常规的焊接控制要求会导致焊缝处直径和母材处差异超标，常规的线性液压加载工艺无法保证直径精度，常规的加压口封堵方式无法同时保证密封性和精度指标等。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决传统薄壁标校球制造工序复杂、存在连接界面和接缝错位、制造成本高的问题，提供了一种薄壁标校球的高精度无模液压胀形方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种薄壁标校球的高精度无模液压胀形方法，包括以下步骤：

S1，拼焊结构设计：

拼焊结构设计为32面体的足球结构，由多个等边长的个六边形和五边形构成；

S2，胀形精度计算：

根据标校球直径误差引起的雷达RCS误差Δσ的范围，由下式确定标校球直径范围的最小值r_0min，Δσ＝20log(r₀/r)，r₀为胀形后的标校球半径；

S3，材料性能确定：

通过单轴拉伸试验获得五边形和六边形材料和焊缝的性能E、ε1、ε2，E为材料弹性模量，ε1为材料延伸率，ε2为焊缝延伸率；

S4，标校球拼焊：

采用TIG焊接方法完成薄壁足球结构焊接；

S5，测量靶标粘贴：

在每一个六边形和五边形中心铁一片靶标，用于标校球直径的实时测量，获得胀形过程中标校球直径的实时值r₁；

S6，标校球液压胀形：