火箭發(fā)射架上筒體與方位轉(zhuǎn)盤的工裝設(shè)計

□ 王星鈞

新疆維吾爾自治區(qū)人工影響天氣辦公室 烏魯木齊 830002

“多種彈型防雹增雨火箭發(fā)射架”是新疆維吾爾自治區(qū)人工影響天氣辦公室研發(fā)的用于人工影響天氣的專用裝備。自2005年問世以來，由于性能穩(wěn)定可靠，具有一架多彈、車載流動作業(yè)與地面固定作業(yè)兼容的特點(diǎn)，因而得到廣泛的推廣應(yīng)用。

該發(fā)射架由定向器、主支撐機(jī)構(gòu)和底座組成，主支撐機(jī)構(gòu)則由上筒體、方位轉(zhuǎn)盤、下筒體組成?？紤]到該發(fā)射架是重要部件，其加工數(shù)據(jù)要求精準(zhǔn)、互換和裝配一致性，以及大批量生產(chǎn)的需要，應(yīng)使用工裝來進(jìn)行加工生產(chǎn)。

發(fā)射架上筒體和方位轉(zhuǎn)盤承載著整個發(fā)射架的定向器質(zhì)量和火箭作業(yè)時的沖擊力，部件承受大的壓力、扭力作用，強(qiáng)度和加工精度要求高。為此，在生產(chǎn)過程中設(shè)計了上筒體上下橫穿孔定位氣割、兩橫穿軸定位焊接、方位轉(zhuǎn)盤底盤、蓋盤澆鑄以及方位轉(zhuǎn)盤鉆孔等工裝。用上述工裝夾具加工生產(chǎn)，保證了上筒體和方位轉(zhuǎn)盤的加工精度和工藝要求。

1 工裝設(shè)計

1.1 上筒體

上筒體由4 mm厚的鐵板卷焊而成，偏上的部位穿焊一根定向器支撐軸，偏下的部位穿焊一根俯仰裝置安裝支撐套筒，其如圖1所示。

1.1.1 上筒體上、下橫穿孔定位氣割夾具

在上筒體上要割出4個孔，用于焊接1根橫軸和1根支撐套筒。每兩個對稱孔要求保證水平和垂直。為此設(shè)計了上筒體氣割上下橫穿孔定位氣割夾具，如圖2所示。

在沒有頂蓋上筒體的側(cè)面，平行焊兩片厚為6 mm的固定板，在筒體上制作有如圖2所示的φ32 mm和φ42.5 mm 4個孔，形成上筒體上下橫穿孔定位氣割夾具。

使用時，將夾具套在上筒體表面，上下平齊，3個螺栓連接兩固定板，使夾具與上筒體緊貼在一起，按此夾具確定孔的位置和大小，氣割成孔。

1.1.2 兩橫穿軸定位焊接夾具

割出上筒體上下兩對4個孔后，將兩橫軸穿在孔內(nèi)與筒體進(jìn)行焊接。在1塊460 mm×490 mm ×14 mm的鋼板上，中間焊1塊邊緣有高、低平臺的圓盤，按間距380 mm焊接兩片高支架板，間距390 mm焊接兩片低支架板，高、低支架板中心距為205 mm，高、低支架板之間各斜焊1片兩頭有半圓孔的軸位置板，高、低半圓孔中心距為165 mm，如圖3所示。

▲圖1 上筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

▲圖2 上筒體上下橫穿孔定位氣割夾具設(shè)計圖

割出上筒體上、下兩對4個孔后，將未焊頂蓋的上筒體放進(jìn)圖3的夾具中，下口壓進(jìn)圓盤邊緣的平臺上，中間絲桿穿過有孔的10 mm鋼板壓在上口，旋緊絲桿上的螺母，上筒體被固定在夾具中。定向器支撐軸對應(yīng)定位在高支架板的半圓孔中，俯仰支撐套筒對應(yīng)定位在低支架板的半圓孔中，并使兩軸伸出筒外的長度一致，完成兩軸與上筒體的焊接，消除了間隙帶來的誤差，保證了兩軸水平和垂直尺寸的精度。

1.2 方位轉(zhuǎn)盤

方位轉(zhuǎn)盤安裝在上、下筒體之間，起著定向器水平旋轉(zhuǎn)的作用，由底盤和蓋盤組成，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

方位轉(zhuǎn)盤尺寸較大，用型材生產(chǎn)，費(fèi)料、費(fèi)工，故選擇ZG270-510鑄件，用澆鑄模具進(jìn)行加工。

1.2.1 方位轉(zhuǎn)盤底盤、蓋盤澆鑄模具

根據(jù)底盤和蓋盤的結(jié)構(gòu)，兩者澆鑄模具的設(shè)計方法和制作工藝一樣，以底盤為例，設(shè)計的澆鑄模具如圖5所示。按圖5的設(shè)計，根據(jù)不同的零件特征選擇合適的分型面，確定澆冒口位置，灌進(jìn)鑄造用砂，制作出上、下砂箱，并且制作相應(yīng)的砂芯，然后合箱，待鑄造用砂成型后，形成完全由鑄造用砂構(gòu)成的上、下砂箱中空位置的零件形狀。待金屬液體融化到一定的溫度后，往澆口中灌進(jìn)融化的ZG270-510液體，待液體冷卻后，再開箱清理表面的砂子，脫模取出澆鑄底盤的雛形，退火處理，進(jìn)行后續(xù)的機(jī)加工，完成底盤的制作。

▲圖3 兩橫穿軸定位焊接夾具

1.2.2 方位轉(zhuǎn)盤鉆孔模具

方位轉(zhuǎn)盤的底盤用螺栓與下筒體連接，轉(zhuǎn)盤用螺栓與上筒體連接，方位轉(zhuǎn)盤鉆孔模具（見圖6）主要是保證回轉(zhuǎn)盤下底盤和上蓋盤上各8個螺孔位置與上下筒體上各8個孔的位置一致，保證方位轉(zhuǎn)盤用螺栓在上、下筒體上的安裝。

模具用寬為50 mm、厚為8 mm的Q235A扁鋼焊接成φ412 mm的鋼圈。內(nèi)焊十字架，防止鋼圈變形。在鋼圈上以圖示的45°尺寸定出定位銷位置，在0°位置焊接一個上部有孔的三角形鋼件，這個孔就是用來確定上述4個部件8個孔的位置。

▲圖4 方位轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

▲圖5 底盤澆鑄模具設(shè)計圖

▲圖6 轉(zhuǎn)盤鉆孔夾具設(shè)計圖

將模具套裝在底盤上，其十字架對齊底盤，對準(zhǔn)0°位置，以三角形鋼件上部的孔定位，覆合在底盤上鉆一個孔，將模具旋轉(zhuǎn)至這個孔的位置，插上定位銷，再鉆一個孔，旋轉(zhuǎn)模具，依次鉆出其它的孔。用此模具按上述方法鉆出方位轉(zhuǎn)盤的蓋盤、上筒體和下筒體的8個孔。

2 結(jié)束語

機(jī)械零部件加工是一個復(fù)雜的過程，通過好幾道工序才能完成，特別是對重要零部件的加工，為了滿足其精度和工藝要求，使用工裝是最好的方法。本文對上筒體、方位轉(zhuǎn)盤生產(chǎn)工裝作了介紹，工裝設(shè)計遵循了簡單、實(shí)用的原則。鑒此，完成了“多種彈型防雹增雨火箭發(fā)射架”上筒體與方位轉(zhuǎn)盤的工裝設(shè)計，滿足了大批量生產(chǎn)需求。

［1］ 楊炳華，王旭，廖飛佳.新疆人工影響天氣［M］.北京：氣象出版社，2014.

［2］ 陳光學(xué)，王錚.人工影響天氣作業(yè)方法及設(shè)備［M］.北京:中國宇航出版社,2002.

［3］ 楊炳華，魏旭輝，王星鈞.新疆人工增雨防雹作業(yè)裝備使用與維護(hù)［M］.北京：氣象出版社，2014.