一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具的制作方法

本发明属于部件装配技术领域，具体涉及一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具。

背景技术：

重型运载火箭——长征九号运载火箭在2012年被首次提出，是为了满足我国未来登月、火星取样返回和外行星探测任务的需求，目前重型运载火箭已经完成深化论证，有望15年内首飞。长征九号火箭箭体直径近10m，火箭全长近百米，运载能力是现有火箭运载能力的5倍多。一级后过渡段作为火箭的重要承力部段，由蒙皮框桁结构铆接成的筒段壳体和钢管焊接而成的井字梁组合，两者分别组合后再螺接，两者装配直接影响一级后过渡段的装配，进而影响整个火箭发射的成败。

筒段壳体内径与井字梁外径大小一致，两者直径均为9500mm，筒段壳体上有厚、薄两种蒙皮，厚蒙皮上安装有大梁、副梁和主桁等承力部件，其连接方式采用螺接，相对于铆接孔，螺接孔直径较大、连接件的夹层厚度也较厚，为了减轻工人劳动强度、提高装配效率，筒段壳体采用自动钻铆，井字梁若先安装，则自动钻铆无装配空间。而井字梁若在筒段壳体装配完成后再与壳体装配，由于两者的直径较大，套装不同步极易出现套装不上、损坏筒段壳体的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具，能够保证超大直径筒段壳体与井字梁的准确套装。

本发明的技术方案如下：

一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具，与铆接型架配合用于装配重型运载火箭一级后过渡段的筒段壳体和井字梁，包括导向锥、导向滑轨、导向座和导向立柱；

在所述筒段壳体的下端框上等间距安装有n个导向锥，在所述的铆接型架上均匀设有n根导向立柱，n≥4；

在所述的每根导向立柱上均设有导向滑轨，导向座沿导向滑轨滑动；

在所述的导向座上加工锥孔，锥孔与导向锥匹配；

在套装过程中随着筒段壳体的下降，导向锥与导向座上的锥孔连接，导向座沿导向滑轨向下滑动，进而带动筒段壳体向下移动，直至筒段壳体的下端框端面与铆接型架贴合。

在所述的筒段壳体、井字梁和铆接型架上分别划分四个象限，筒段壳体和井字梁按象限线套装。

还包括在所述筒段壳体的上方设有型架上盖，用于支撑筒段壳体，增强筒段壳体的强度，便于高精度套装。

所述的导向锥沿筒段壳体的圆周方向布置。

所述的导向立柱沿铆接型架的圆周方向布置，且与导向锥所在象限一一对应。

所述的导向锥与筒段壳体的中轴线平行。

所述的导向立柱的中轴线与铆接型架所在平面垂直。

所述的筒段壳体内径与井字梁外径相同，可达到9500mm。

n＝4。

所述的四根导向立柱分别位于铆接型架的四个象限处，四个导向锥分别位于筒段壳体的四个象限处。

本发明的显著效果在于：

本发明工具能够实现筒段壳体与井字梁的高精度套装，减小壳体变形，为筒段壳体与井字梁的螺接作准备，保证装配完成后的形位尺寸，避免出现套装不上、损坏筒段壳体的问题。

附图说明

图1为本发明套装工具结构示意图；

图2为图1中i处放大示意图。

图中：1-筒段壳体；2-井字梁；3-铆接型架；4-型架上盖；5-导向锥；6-导向滑轨；7-导向座；8-导向立柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具，用于装配重型运载火箭一级后过渡段的筒段壳体1和井字梁2，所述的筒段壳体1是用铆钉和螺钉将蒙皮、桁梁和端框连接起来组成的圆筒形壳体，所述的井字梁2是由钢板焊接而成的井字形结构件。所述筒段壳体1的内径为9500mm，井字梁2能够匹配设于筒段壳体1的内部。在所述筒段壳体1的上方设有型架上盖4，用于支撑筒段壳体1，增强筒段壳体1的强度，便于高精度套装。

所述的井字梁2设于铆接型架3上，与铆接型架3按象限线定位。所述的铆接型架3是弹箭体壳段产品铆接装配过程中对零组件进行装夹定位的工艺装备，铆接型架3的强度、刚度能保证筒段壳体1的铆接装配质量。

套装工具包括导向锥5、导向滑轨6、导向座7和导向立柱8。

在所述筒段壳体1的下端框上沿圆周方向等间距安装有四个导向锥5。在所述的铆接型架3上沿圆周方向均匀设有四根导向立柱8，四根导向立柱8分别位于铆接型架3的ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ象限处。如图2所示，在每根导向立柱8上均设有导向滑轨6，导向座7沿导向滑轨6上下滑动。在所述的导向座7上加工锥孔，锥孔与导向锥5匹配。所述导向立柱8的中轴线与铆接型架3所在平面垂直。

在套装过程中随着筒段壳体1的下降，导向锥5会与导向座7上的锥孔连接，导向座7沿导向滑轨6向下滑动，进而带动筒段壳体1向下移动，直至筒段壳体1的下端框端面与铆接型架3贴合。

技术特征：

技术总结
本发明涉及部件装配技术领域，具体公开了一种超大直径筒段壳体与井字梁高精度套装工具，与铆接型架配合用于装配重型运载火箭一级后过渡段的筒段壳体和井字梁，包括设于筒段壳体下端框上的导向锥、设于铆接型架上的导向立柱、设于导向立柱上的导向滑轨，以及能够沿导向滑轨滑动的导向座。本发明工具能够实现筒段壳体与井字梁的高精度套装，减小壳体变形，为筒段壳体与井字梁的螺接作准备，保证装配完成后的形位尺寸，避免出现套装不上、损坏筒段壳体的问题。

技术研发人员：吕九九;侯东旭;孙立强;朱建文;白景彬;呼啸;孟令博;张秀艳;黄殿阁;张健聪;隗功正;魏瑞刚;马遥;安立辉
受保护的技术使用者：首都航天机械有限公司;中国运载火箭技术研究院
技术研发日：2018.11.26
技术公布日：2019.04.05