一种舱段壳体结构的制作方法

1.本发明涉及航天器结构的技术领域，具体涉及一种舱段壳体结构。


背景技术：

2.航天器的壳体结构要求较高，为了保证壳体结构整体的承载强度，壳体结构往往会采用网格筋整体成型的形式或者桁条承载铆接的形式。网格筋整体成型方式是指将原材料经铸造成型后再进行局部精加工，这种成型方式的壳体壁厚不好控制，如壳体太薄则加工难度大且废品率高，如壳体太厚则导致总质量偏大，而且铸造材料较锻料强度低，铸造大直径壳体的难度大。桁条承载铆接形式存在铆接工艺复杂，铆接桁条数量多，桁条定位和铆接需要型架辅助定位，蒙皮规格多样且不成整圆时需设计模压工装成型等问题，在研制初期成本投入较大，后期壳体状态稍有更改，型架就需要改制或新投，损耗浪费严重。
3.目前，网格筋整体成型方式一般会采取锻管全部五轴加工中心精加工来解决壳体重量不可控、铸造材料强度低的问题，但全加工成本上升，效率降低，壳体壁厚仍不可太薄，太薄加工难度大废品率高。
4.而桁条承载铆接形式一般通过减少桁条和蒙皮种类、优化结构布局、改制已有模具型架工装等措施来提高铆接效率、降低成本，但这种方式提升的空间有限，而且仍存在壳体状态稍有更改，型架就需要改制或新投的浪费问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种结构稳固、加工装配方便的舱段壳体结构。
6.为解决上述问题，本发明提供一种舱段壳体结构，包括前端框、后端框、蒙皮和若干分离缸筒，所述前端框和后端框的相对侧分别设有前承接部和后承接部，所述蒙皮的两侧分别连接至所述前承接部和后承接部，若干所述分离缸筒沿周向排布于前端框和后端框之间，所述分离缸筒的一端连接至所述前端框且另一端连接至所述后端框，所述分离缸筒的侧面设有连接至所述蒙皮的内侧的支撑部。
7.上述方案通过前承接部和后承接部的设置，实现了蒙皮相对于前端框和后端框之间的稳定连接，有效简化了整体的结构并降低了加工成本；同时，通过将分离缸筒直接连接到前端框和后端框之间，并使得分离缸筒的侧面抵接至蒙皮的内侧以实现对蒙皮的支撑，使得分离缸筒不仅能实现基础的舱段分离功能，还能有效提高整个壳体的承载强度和整体刚度。与现有技术相比，上述方案的舱段壳体结构的各组成部分的加工成型效率高、工艺性好且技术成熟、加工成本低。
8.作为优选的，所述支撑部靠近所述蒙皮的那端的侧面设有凸起的承接片，所述承接片铆接至所述蒙皮，所述支撑部的另一端设有凹槽，所述分离缸筒焊接至所述凹槽，从而使得支撑部能够在分离缸筒和蒙皮之间起到更好的过渡缓冲作用，进一步提升整体的结构强度。
9.作为优选的，所述支撑部为多个且沿所述分离缸筒的轴向分布，从而进一步提升
支撑部对分离缸筒的支撑作用，提升了分离缸筒和支撑部对蒙皮的支撑效果。
10.作为优选的，所述前承接部为贯穿至前端框的外侧壁的前环形槽，所述后承接部为贯穿至后端框的外侧壁的后环形槽，所述前环形槽和后环形槽的槽深均等于所述蒙皮的厚度。前环形槽和后环形槽的设置使得前端框和后端框的相对侧能够形成裙边状的结构，便于蒙皮进行定位与装配，且保证了装配完后的蒙皮、前端框和后端框的外侧面为平整状态。
11.作为优选的，所述前端框和后端框的内侧壁均设有若干沿周向分布的加强筋，所述加强筋用于支撑所述前承接部和后承接部，从而提升前端框、后端框的结构强度，保证蒙皮相对前端框和后端框之间的连接更为稳固。
12.作为优选的，所述前承接部设有第一定位孔，所述后承接部设有第二定位孔，所述蒙皮的前侧和后侧分别设有用于连接至第一定位孔的第一定位铆钉和用于连接至所述第二定位孔的第二定位铆钉，所述蒙皮的前侧和后侧分别铆接至所述前承接部和后承接部，装配简单方便。
13.作为优选的，还包括支撑筋，蒙皮的对接缝连接至所述支撑筋，从而进一步降低蒙皮相对前端框和后端框的装配难度，且支撑筋能够起到一定的强度提升作用。
14.作为优选的，所述前端框的内侧设有若干沿周向分布的安装框架，所述后端框的内侧设有若干沿周向分布的基座，所述分离缸筒的缸底端连接至所述基座，分离缸筒的缸口端连接至所述安装框架，所述安装框架设有用于供分离缸筒的内杆穿过的贯通孔，从而使得整体结构稳定，便于后续装配。
15.作为优选的，所述前端框的外侧壁设有若干沿周向分布的爆炸螺栓盒，所述爆炸螺栓盒与所述安装框架间隔排布；所述后端框的外侧壁设有若干沿周向分布的u型槽，所述u型槽与所述基座间隔排布，从而使得整体布局更为合理。
附图说明
16.图1为一种舱段壳体结构的轴测示意图；
17.图2为一种舱段壳体结构的前端框的示意图(图2右侧为前端框朝向后端框的那侧)；
18.图3为一种舱段壳体结构的后端框的示意图(图3右侧为后端框朝向前端框的那侧)；
19.图4为一种舱段壳体结构的蒙皮的示意图
20.图5为一种舱段壳体结构的分离缸筒和支撑部的示意图；
21.图6为一种舱段壳体结构的支撑部的示意图。
22.附图标记说明，
23.1、前端框；110、前承接部；111、第一定位孔；120、安装框架；121、贯通孔；130、爆炸螺栓盒；2、后端框；210、后承接部；211、第二定位孔；220、基座；230、u型槽；3、蒙皮；310、第一定位铆钉；320、第二定位铆钉；330、对接缝；4、分离缸筒；410、支撑部；411、凹槽；412、承接片；5、加强筋；6、支撑筋。
具体实施方式
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
25.请参阅图1-图6，本发明的实施例提供的一种舱段壳体结构，包括前端框1、后端框2、蒙皮3和若干分离缸筒4，前端框1和后端框2的相对侧分别设有前承接部110和后承接部210，蒙皮3的两侧分别连接至前承接部110和后承接部210，若干分离缸筒4沿周向排布于前端框1和后端框2之间，分离缸筒4的一端连接至前端框1且另一端连接至后端框2，分离缸筒4的侧面设有连接至蒙皮3的内侧的支撑部410。
26.上述方案通过前承接部110和后承接部210的设置，实现了蒙皮3相对于前端框1和后端框2之间的稳定连接，有效简化了整体的结构并降低了加工成本；同时，通过将分离缸筒4直接连接到前端框1和后端框2之间，并使得分离缸筒4的侧面抵接至蒙皮3的内侧以实现对蒙皮3的支撑，使得分离缸筒4不仅能实现基础的舱段分离功能，还能有效提高整个壳体的承载强度和整体刚度。
27.与现有技术相比，上述方案的舱段壳体结构的各组成部分的加工成型效率高、工艺性好且技术成熟、加工成本低。本方案相较于网格筋整体成型方式来说有效提升了加工效率且成本大大降低；而相较于桁条承载铆接形式来说，本技术通过将蒙皮3作为定位基准，实现了蒙皮3与前端框1、后端框2、分离缸筒4的相对连接，且蒙皮3成型时无需复杂的模压模具，也无需配置额外的复杂型架，加工装配的效率高，避免了因壳体变更而导致已投入的型架无法使用的浪费问题，辅助工装投入成本几乎为零，壳体各组成部分质量可控。应当理解，支撑部410和分离缸筒4之间可以是一体式的，也可以是分体式的。例如，在一些实施例中，支撑部410指代的是分离缸筒4的外侧壁，也即分离缸筒4的外侧壁作为支撑部410实现对蒙皮3进行抵接与支撑。
28.而在另一些实施例中，支撑部410与分离缸筒4相互独立，支撑部410靠近蒙皮3的那端的侧面设有凸起的承接片412，承接片412设有连接至蒙皮3的铆钉。应当理解，支撑部410与蒙皮3之间也可以是通过螺接或焊接等其他常见方式进行连接，本设计对此不做限定。支撑部410远离蒙皮3的那一端设有凹槽411，分离缸筒4焊接至凹槽411，从而使得支撑部410能够在分离缸筒4和蒙皮3之间起到过渡缓冲作用，提升整体的结构强度。
29.更进一步的，支撑部410为三个且沿分离缸筒4的轴向均匀分布，且至少有一个支撑部410位于分离缸筒4的中部，从而进一步提升支撑部410对分离缸筒4的支撑作用，提升了分离缸筒4和支撑部410对蒙皮3的支撑效果。
30.在本实施例中，前承接部110为贯穿至前端框1的外侧壁的前环形槽，后承接部210为贯穿至后端框2的外侧壁的后环形槽，前环形槽和后环形槽的槽深均等于蒙皮3的厚度。前环形槽和后环形槽的设置使得前端框1和后端框2的相对侧能够形成裙边状的结构，便于
蒙皮3进行定位与装配，且保证了装配完后的蒙皮3、前端框1和后端框2的外侧面为平整状态。
31.进一步的，前端框1和后端框2的内侧壁均设有多个沿周向分布的加强筋5，前端框1的加强筋5延伸前承接部110的附近位置以实现对前承接部110的加固，后端框2的加强筋5延伸至后承接部210的附近位置以实现对后承接部210的加固，从而提升前端框1、后端框2的结构强度，保证蒙皮3相对前端框1和后端框2之间的连接更为稳固。
32.在本实施例中，前承接部110设有第一定位孔111，后承接部210设有第二定位孔211，蒙皮3的前侧和后侧分别设有用于连接至第一定位孔111的第一定位铆钉310和用于连接至第二定位孔211的第二定位铆钉320，同时蒙皮3的前侧和后侧分别铆接至前承接部110和后承接部210，从而使得装配简单方便。应当理解，蒙皮3也可以通过螺接或焊接等其他现有技术常见的方式连接至前承接部110和后承接部210，本设计对此不做限定。
33.作为对上述实施例的优化，还包括支撑筋6，蒙皮3的对接缝330连接至支撑筋6，从而进一步降低蒙皮3相对前端框1和后端框2的装配难度，且支撑筋6能够起到一定的强度提升作用。
34.作为对上述实施例的优化，前端框1的内侧设有多个沿周向分布的安装框架120，后端框2的内侧设有多个沿周向分布的基座220，分离缸筒4的缸底端连接至基座220，分离缸筒4的缸口端连接至安装框架120，安装框架120设有用于供分离缸筒4的内杆穿过的贯通孔121，从而使得整体结构稳定，且分离缸筒4的内杆能够通过贯通孔121装入分离缸筒4，装配简单方便。
35.进一步的，前端框1的外侧壁设有若干沿周向分布的爆炸螺栓盒130，爆炸螺栓盒130与安装框架120间隔排布；后端框2的外侧壁设有若干沿周向分布的u型槽230，u型槽230为凹槽411状且与基座220间隔排布，从而使得整体布局更为合理。
36.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入发明的保护范围。