空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架技術

本發明專利技術公開了一種空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架，為解決現有的普通鋁合金以及鈦合金材料制作的空間遙感器支架性能不佳，以及鋁基復合材料工藝不能制作大型三維構件的問題而設計。所述空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟：步驟1：通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干滿足其所需物理力學特性的分解構件；步驟2：加工鋁基復合材料毛坯并制作成所述分解構件；步驟3：將所制作的分解構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架；其中，所述鋁基復合材料為含陶瓷的鋁基復合材料。所述空間遙感器支架為由若干以含陶瓷的鋁基復合材料形成的分解構件以工裝組合及焊接的方法連接而成的拼接結構。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種空間遙感器支架的制作方法以及空間遙感器支架。
技術介紹
含陶瓷的鋁基復合材料，通常有陶瓷微粉以及金屬材料形成的低密度、兼具了陶瓷材料低膨脹、高穩定性以及金屬材料的塑性低與導熱性佳等優點，從而適用于如空間遙感器支架等航空航天設備。制備鋁基復合材料的通常采用以下三種方法1:無壓浸滲；2 :壓力浸滲；3 :粉末冶金。以上三種方法都可以制作出高體積分數(陶瓷體積含量40%以上)碳化硅顆粒增強鋁合金復合材料，且均具有非常良好的物理特性，非常適合空間遙感器支架的制作。但是上述三種方法，都存在工藝無法制作大型三維構件的局限。無壓浸滲在鋁合金浸滲方向上尺寸難以突破180mm。壓力浸滲在制備的所述高體積分數的鋁合金復合材料在三個方向上均難以達到300mmo粉末冶金方法制備500kg以上的單件材料毛坯也有很大的難度，三維尺寸不可能同時達到500mm，而且大毛坯材料內部酥松等缺陷多。然而大型如800*600*600等大尺寸的三維空間遙感器支架是氣象衛星等航天科技應用當中的發展趨勢。綜合上述可知，如何實現鋁合金復合材料取代傳統的性能較差的鋁合金或鈦合金材料應用于空間傳感器支架上，是目前空間遙感器制作工藝中必須解決的一個問題。
技術實現思路
為克服上述問題，本專利技術提供了一種采用含陶瓷的鋁基復合材料制作的大型的空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架。為達上述目的，本專利技術空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟步驟1:通過有物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干滿足其所需物理力學特性的分解構件；步驟2 :加工含陶瓷的鋁基復合材料毛坯并制作成所述分解構件；步驟3 :將所制作的分解構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架。進一步地，所述步驟2制作所述分解構件的方法采用輕量化機械加工法；所述輕量化機械加工法具體包括以下步驟步驟Ml :將所述鋁基復合材料毛坯在磨床上用金剛石砂輪磨平以達到工藝尺寸；步驟M2 :用線切割方法切割出所需分解構件外形；步驟M3 :在銑床上，采用聚晶金剛石刀具或金剛石磨頭在所述分解構件上進行槽加工。進一步地，所述步驟2中在加工好所述分解構件后還包括對所述分解構件進行去應力時效熱處理的步驟。進一步地，所述去應力時效熱處理采用精確退火法；所述精確退火法依次包括退火、時效以及退火三個分解步驟；所述退火為對分解構件以2 4°C /min的升溫速度加熱至220 230°C并保持11 13hr，再自然冷卻至室溫；所述時效為對分解構件以O. 75 L 250C /min的升溫速度加熱至150 160°C，在以1. 5 2. 50C /min降溫速度降溫至-115 _125°C并保持2hr±10min。進一步地，所述去應力時效熱處理包括兩次所述精確退火法。進一步地，所述步驟3中焊接的方法為釬焊；且釬料為鋁鋅合金焊料。進一步地，所述釬焊又包括以下步驟步驟N1:清洗并烘干需要焊接的分解構件的焊接部位；步驟N2 :將所述鋁鋅合金焊料融化后涂敷在所述焊接部位；步驟N3 :在已涂敷有釬料的分解構件上加以19 21khz的超聲波，持續時間為4.5 5. 5min ；步驟N4 :利用工裝把所有分解構件組裝好，加溫至345-355°C并保持8_12min后自然冷卻。進一步地，空間遙感器支架制作方法在所述步驟3之后還設有去除殘留焊料的步驟；所述去除殘留焊料的步驟為采用手工打磨或機床打磨殘留焊料，且打磨的厚度不超過Imm0進一步地，在完成所述步驟3之后，還包括再一次去應力時效熱處理的步驟。為達上述目的，本專利技術空間遙感器支架，所述空間遙感器支架為由若干以含陶瓷的鋁基復合材料形成的分解構件以工裝組合及焊接的方法連接而成的拼接結構。本專利技術空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架的有益效果1、本專利技術空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架，采用的是密度小、膨脹系數低、穩定性高，塑性好且導熱性好的的鋁基復合材料制作空間遙感器支架。相對于傳統的鈦合金的空間遙感器支架，質量減輕了 45%從而降低了發射成本；穩定性和熱控性提高了 50%，從而減小了運行過程中機械振動以及熱循環引起的精度損失，從而保證了空間遙感器衛星云圖或地面圖像的成像質量；相對于普通的鋁合金，由于降低了熱膨脹系數，從而在熱載荷作用下時，仍能保持空間遙感器的聞精度以及聞成像質量。2、本專利技術空間遙感器支架制作方法以及空間遙感器支架，將所需制作的空間遙感器支架分解成若干分解構件，在通過工裝組合或焊接形成拼接結構；解決了現有的鋁基復合材料的制作工藝中不能用于形成大型三維構建的難題。在通過有限元力學分析以及模態分析在保證制作的空間遙感器支架的滿足的物理特性的基礎上，成功的采用了鋁基復合材料制作，從而使得制作成的空間遙感器支架由于材料特性具有了質量輕、熱導性好、穩定性高，精確度高等優點；進一步的有利于采用通用設備進行批量化生產，簡化了制作，降低了制作成本、發射成本以及運行的維護成本等。附圖說明圖1是本專利技術實施例一所述的空間遙感器支架制作方法的流程圖；圖2是本專利技術實施例二中所述的空間遙感器支架的立體圖；圖3是圖2所述的空間遙感器支架各分解構件圖；圖4是本專利技術實施例二所述的輕量化機械加工流程圖；圖5是本專利技術實施例四所述的釬焊流程圖。具體實施例方式下面結合說明書附圖對本專利技術做進一步的描述。實施例一如圖1所示，本實施例空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟步驟1:通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干滿足其所需物理力學特性的分解構件；其中，所述的物理模型分析包括有限元力學分析以及模態分析等物理模型分析，可以通過仿真計算驗證強度并進行模態頻率分析；所述的分解構件可以是板狀構件或管狀構件等分解構件；步驟2 :加工鋁基復合材料毛坯并制作成所述分解構件；步驟3 :將所制作的分解構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架，其中，所述鋁基復合材料為含陶瓷的鋁基復合材料。在本實施例所述的空間遙感器支架制作方法，先通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干的分解構件，在以鋁基復合材料毛坯制作成分解構件，再通過工裝組合或焊接形成一個空間遙感器支架，解決了現有技術不能直接用鋁基復合材料制備一個大型的三維構件的問題，且由于采用了鋁基復合材料這種密度小、膨脹系數低、穩定性高，塑性好且導熱性好的的鋁基復合材料從而制作出的空間遙感器支架相對于傳統的以普通的鋁合金材料或鈦合金材料制作的航天性能均更加優越，且具有制作工藝簡單、成本低，適宜批量化生成，進一步的降低了發射成本等優點。實施例二 本實施例空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟如圖2-圖3所示，步驟1:通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架(圖1所示的空間遙感器支架)分解成8塊滿足其所需物理力學特性的分解構件；且所述分解構件為板狀構件；步驟2 :加工鋁基復合材料毛坯并制作成所述板狀構件；步驟3 :將所制作的板狀構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架。其中，制作分解構件依次包括輕量化機械加工以及去應力時效熱處理。如圖4所示，所述輕量化機械加工又包括以下步驟步驟S1:將所述鋁基復合材料毛坯在磨床上用金剛石砂輪磨平以達到工藝尺寸；步驟S2 :用線切割方法切割出所需分解構件外形；步驟S3 :在銑床上，采用聚晶金剛石刀具本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空間遙感器支架制作方法，其特征在于，所述空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟：步驟1：通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干滿足其所需物理力學特性的分解構件；步驟2：加工含陶瓷的鋁基復合材料毛坯并制作成所述分解構件；步驟3：將所制作的分解構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架。

【技術特征摘要】
1.一種空間遙感器支架制作方法，其特征在于，所述空間遙感器支架制作方法包括以下具體步驟步驟1:通過物理模型分析將所需制作的空間遙感器支架分解成若干滿足其所需物理力學特性的分解構件；步驟2 :加工含陶瓷的鋁基復合材料毛坯并制作成所述分解構件；步驟3 :將所制作的分解構件經工裝組合、焊接成所需制作的空間遙感器支架。2.根據權利要求1所述的空間遙感器支架制作方法，其特征在于，所述步驟2制作所述分解構件的方法采用輕量化機械加工法；所述輕量化機械加工法具體包括以下步驟步驟Ml :將所述鋁基復合材料毛坯在磨床上用金剛石砂輪磨平以達到工藝尺寸；步驟M2 :用線切割方法切割出所需分解構件外形；步驟M3 :在銑床上，采用聚晶金剛石刀具或金剛石磨頭在所述分解構件上進行槽加工。3.根據權利要求2所述的空間遙感器支架制作方法，其特征在于，所述步驟2中在加工好所述分解構件后還包括對所述分解構件進行去應力時效熱處理的步驟。4.根據權利要求3所述的空間遙感器支架制作方法，其特征在于，所述去應力時效熱處理采用精確退火法；所述精確退火法依次包括退火、時效以及退火三個分解步驟；所述退火為對分解構件以2 4°C /min的升溫速度加熱至220 230°C并保持11 13hr，再自然冷卻至室溫；所述時效為對分解構件以O. 75 1. 250C /min的升溫速度加熱至150 160°C，在以...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李照東，龐曉燕，王子亮，張洪立，
申請(專利權)人：北京馳宇空天技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：