卫星制造技术(上)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汇报人：薛梦轩,卫星制造技术（上）,目录,1,概述,2,主要内容,3,工作映射,1,概述,卫星制造技术与结构,卫星制造技术可以说是一个总概念，包括材料、元器件、工艺装备、设备、分系统及总体系统的制造、检测、试验等。卫星结构一般技术要求为：,质量小,强度高,防毒大,结构尺寸稳定性好,耐腐蚀、抗氧化,热物理性能好,工艺性好,经济性好,卫星结构简介,东方红一号,外壳,仪器舱,上半球壳,下半球壳,环形腰带,承力筒,卫星结构简介,FSW1,型卫星,返回舱,仪器舱,结构部分,相机系统,各种仪器,头部,裙部,底裙,返回时，,头部,受热最严重的，其次是,裙部,，这两部分外表面温度相当高，因此需要采用耐烧蚀的,防热,和,隔热,材料。,卫星制造技术分类,卫星制造技术分类,金属结构件制造技术,钣金件制造技术,卫星构件焊接技术,复合材料结构件制造技术,卫星制造技术分类,蜂窝夹层结构件制造技术,防热结构制造技术,热控涂层制作工艺及检测技术,无损检测技术,总装及测试技术,试验和测试技术,卫星制造技术分类,机械制造技术,卫星制造技术特点,复合材料结构件和蜂窝夹层结构件,钣金件制造和焊接技术,专用工艺装备和设备,钣金件制造和焊接技术,热控技术,热控技术,2,主要内容,2,金属结构件制造技术,金属结构件制造技术,传统加工方法（车铣刨磨钻）,材料及热处理（淬火退火）,工艺规程的编制、工艺参数的选取（切削用量、切削力、切削热、装卡力等）,检测技术及设备选取,2.1,铝合金结构件制造技术,LF6,防锈铝合金应用广泛，抗腐蚀、抛光、焊接性能好；,LD10,常用于大型铝合金结构，制造承受大载荷零件，如框架等；,LY12,硬铝合金，多以包铝板材状态使用；,铝合金具有较高的比强度、比模量、,断裂韧性和疲劳强度，成形工艺性,和耐腐蚀性好，,2.1,铝合金结构件制造技术,大型薄壁框类件,仪器安装盘结构示意图,中框主要技术要求：,铝合金薄壁件刚度小，强度低，机加工中不能承受较大切削力、夹紧力和切削用量。否则会导致，加工后圆度误差较大。材料为,LD10,，可热处理。具体工艺路线如下：,备料,粗车,时效,半精车,1,循环热处理,半精车,2,循环热处理,精车到尺寸,2.1,铝合金结构件制造技术,大型薄壁框类件,口框是舱门的框架，材料是,LF6,铝合金，两侧与蒙皮熔焊对接，上下面与仪器舱的过渡框和后端框熔焊对接，形成一个密封整体。,口框主要技术要求：,2.1,铝合金结构件制造技术,空间曲面框,口框属复杂薄壁空间结构件，制造工艺有多种途径，一种是先实现锥形圆弧面成形，再进行外形及密封槽和螺纹加工；另一种是先进行密封槽等型面加工，再完成锥形圆弧面成形。具体工艺路线如下：,下料,整平,刨上、下平面,划线,粗铣,车上、下平面,划精铣加工线,精铣,2.1,铝合金结构件制造技术,空间曲面框,退火,修正边角毛刺,时效热处理,划线,压弯,整形,探伤,热校形,切周边,钻攻各螺纹孔,入库,校验,2.1,铝合金结构件制造技术,空间曲面框,弯曲变形时，尺寸必将受到外层拉长、内层缩短的影响，在计算中，要以变形最小部位,中性层作展开尺寸的基准。,圆角区内的中性层是弯曲内圆角板件的同心圆，其半径可按下面公式计算：,R=r+kt,R,弯曲件内圆角半径中心至中性层距离,r,弯曲件内圆角半径,t,材料厚度,K,中性层系数，与,r/t,有关，趋近于,0.5,2.2,铸造镁合金结构件制造技术,特点：,1,强度低，切削力小，；,2,熔点很低；,3,高速钢刀具和硬质合金刀具都可以使用；,4,加工中易发生形变；,5,当温度高于,400,度时，易燃烧，,6,线膨胀系数大,缺点是：耐蚀性差，在潮湿大气或其他熙世界之中，耐蚀性比铝合金低；再一个就是熔铸技术比率复杂。,1,材料采用,ZM5,铸镁合金；,2,外形直径,1255mm,，上下翼板厚（,6.60.5,）,mm,；,3,安装面的表面粗糙度为,1.252.5m,。平面度公差,0.05mm,，平行度公差,0.1mm,，所有部位都要进行荧光检查和,X,光照相，主梁部位不允许补焊；,4,成组的螺纹孔应确保仪器安装顺利，位置度公差为,0.2mm,，螺纹孔内需装钢丝螺套。,井字梁主要技术要求：,2.2,铸造镁合金结构件制造技术,盘类件,井字梁属于薄壁盘件，材料用,ZM5,铸镁合金为轻金属，其质轻，流动充填性差，且金属冷凝过程中体积缩小，容易出现缩孔、滞留、夹渣现象，若工艺处理不当，很容易造成废品。具体工艺路线如下：,毛坯铸造,氧化处理,热处理,划线,车削,镗铣型面,钻孔攻螺纹,氧化处理,喷漆,称重,检验,入库,2.2,铸造镁合金结构件制造技术,盘类件,钛及其合金具有低密度（,4.5,）、比强度高和耐腐蚀性极好等特性，相当一部分钛合金具有良好的焊接性能，某些钛合金还具有优良的超低温性能。,卫星球底、端框、分离座、桁条、前后镜头框架等均采用各类钛合金,2.3,钛合金结构件制造技术,2.3,钛合金结构件制造技术,支架类件,主要技术要求：,卫星结构中，支架类工件有消旋支架，支座，分离支座等，都采用钛合金制造。分离座是卫星返回时为制动舱分离承受爆炸螺栓冲击载荷的结构件。,分离座,钛合金工件通常采用切削方法获得所需形状和尺寸。其加工特点在许多方面不同于其他纯金属，如切削加工性较差，加工难点和影响因素较多。分离座制造工艺路线如下：,备料,锻造,热处理,喷砂,刨外形,超声波探伤,划铣加工线,铣型腔外形,车外锥圆弧面,划孔加工线,钻各孔,2.3,钛合金结构件制造技术,支架类件,2.3,钛合金结构件制造技术,支架类件,时间和温度对消除,TC4,合金残余应力的影响,经锻造后的毛坯应进行消除应力退火，退火温度一般在,538650,度，时间在,0.51h,，然后在空气中冷却。,2.3,钛合金结构件制造技术,轴类件,主要技术要求：,1,材料,TC4,，不得有气泡、杂志；,2,全场范围的直线度公差为,0.1mm,；,3,工件表面粗糙度,Ra,为,0.631.25mm,，,表面不应有划伤。,L/D12,挠性轴；,L/D12,刚性轴。,对于挠性轴加工，刚性差，必须采取一定的工艺措施进行保护，否则车削时，在切削力或工件自重下垂或离心力作用下，会导致工件各种缺陷。,拉杆制造工艺路线为：,备料,探伤,粗车各外圆,精车各外圆及螺纹,铣六方,检验,入库,2.3,钛合金结构件制造技术,支架类件,陀螺仪制造技术是精密机械制造技术，精度是关键。应选用精密度高的机床设备和精密测试设备级仪器进行机械加工和测试，装配和测试均应在超洁净环境下进行。,2.4,精密部件制造技术,液浮陀螺仪,液浮陀螺仪结构特点及工艺分析,转子采用外转子式磁滞同步陀螺电机,电机装于内框,传感器和力矩器机械组成为一体,内壁和浮子充满浮液,内框架轴承座红宝石,陀螺电机和组合式传感器动圈均装于浮子,温控系统加热片和热敏丝装于的外壳上,尺寸精度、形位公差和配合精度要求很高,壁薄 尺寸小形状复杂且稳定性好,电磁元件要求精度高、灵敏度好、结构对称,2.4,精密部件制造技术,液浮陀螺仪,CADCAMCAECAPP,2.5,计算机辅助制造技术,卫星星体结构件有许多钣金件，例如：蒙皮、壳体、壁板、框架、头壳、球底、贮箱、气瓶桁条、仪器罩等。,3,钣金件制造技术,钣金件分类,蒙皮壳体类,框类,球壳类,盒形类,3,钣金件制造技术,冷压成形技术,钣金成型三种基本类型,基本原理是：基于板材苏醒变形力学理论。在板材受力后，板材内部产生应力，应力值超过材料本身的弹性极限时，板材产生塑性形变。,3,钣金件制造技术,热压成形技术,基本原理是：借助温度、压力和时间等工艺因素成形所需零件的工艺方法。在一定高温下，板坯塑性明显改善，延伸率增大，成形性提高；施加压力是为了平衡成形时的变形抗力；保压一定时间是为了满足应力松弛和进入蠕变状态。,3,钣金件制造技术,爆炸成形技术,冲击破压力随时间变化曲线,在工程实际中，通常用,TNT,和泰安（,PETN,）炸药，介质通常都是水。炸药在水下爆炸后，形成强烈的冲击波和谁扩散运动，爆炸出形成高压、高温和迅速膨胀的气团。,3,工作映射,美国休斯飞机公司,(Hughes Aircraft),，曾是美国一家主要的防务和航天公司，包括休斯航天与通讯公司和休斯直升机公司。曾是美国空军的主要供货商之一。,休斯航天与通讯公司创建于,1963,年。休斯航天与通讯公司的知名产品包括,1963,年发射的世界上第一颗地球同步卫星,，,1966,年发射的世界上,第一颗地球同步气象卫星,，,1966,年发射的,探索者一号月球登陆舱,，,1978,年的,先锋号金星探测器,，,伽利略号木星探测器,。休斯航天与通讯公司还制造了大量的军用和民用卫星。截至,2000,年,世界上,40%,的人造卫星是休斯航天与通讯公司的产品,。,Jupiter,卫星通信系统,休斯是最早涉足Ka频段的VSAT厂家之一。在北美，休斯于2008年针对北美市场发射、使用容量为10G、采用星上交换/星上路由的Spaceway-3卫星；在2012年休斯在北美发射了容量100G的EchoStar-17卫星。到目前，休斯仅在北美地区就拥有总数超过百万的在线用户数。2016年12月，休斯又发射了总容量为220G的EchoStar-19全Ka频段卫星，此颗卫星拥有138个点波束。,Jupiter,卫星通信系统,Jupiter,系统非常适合以下应用,宽带互联网接入,企业组网,基站回传（,(2G/3G/4G/LTE),MPLS,网络服务,话音（,VoIP,）,/,视频,/,数据专线,Jupiter,系统为高容量卫星应用提供最高的容量和效率,关口站单,DVB-S2,出向载波速率高达,235Msps,（合,1Gbps,）,关口站设备高度集成，为业界最少机柜数量即可支持多,10Gbps,容量，并支持“无人值守”工作,分布式、或集控式关口站架构,先进的服务质量保证机制（,Qos,）强大的带宽管理能力,丰富的,IP,路由功能,卓越的,HTTP,加速性能,基于硬件的双向链路,256,位,AES,加密,小站安装的“自我安装”选项,支持强大,VNO,（虚拟网络运营商）应用功能的网络管理系统,丰富、灵活的,API,接口支持与外界,OSS/BSS,系统的接合,Jupiter,卫星通信系统,Jupiter,系统以高性价比形式支持传统卫星下的应用,除了,ka-band,，,Jupiter,系统也支持,C-Band,和,Ku-Band,的全面企业应用,关口站配置适合,36/54/72 MHz,容量的转发器,可扩展的多,IF,关口站架构支持多星、多转发器应用,业界领先的物理层效率，包括调制方式和滚降系数,卓越的高层传输效率，提高单位物理带宽下传输的信息数量,JUPITER,系统芯片,(SoC,，,System on a chip),Jupiter,终端基于,SoC,系统芯片，这是卫星行业第一款专用大规模集成电路（,ASIC,）。多核芯片支持每终端,200Mb/s,的吞吐能力,基站回传,双向,650 ms,传输时延，,10 ms,的时延抖动性能,小站,200Mb/s,吞吐能力支持,3G/4G,数据应用,Jupiter,卫星通信系统,Jupiter,卫星通信系统应用案例：,在北美市场获得成功的同时，休斯也相继在全球各地赢得了Ka频段项目：,Avanti利用休斯产品在Hylas 1&2两颗卫星为欧洲、中东和非洲部分地区提供Ka频段通信服务；,Yahsat利用休斯产品在Yahsat 1B卫星下为中东、非洲地区提供服务；,2013年Media Networks 在拉丁美洲利用休斯产品在Amazonas 3卫星下在南美洲提供Ka服务；,2014年俄罗斯卫星通信公司（RSCC）也采用了休斯Jupiter平台在国内开展Ka服务。,2014年4月休斯宣布买断Eutelsat 65 West A 卫星上的所有Ka频段资源，利用休斯高容量Jupiter系统在巴西提供宽带卫星通信服务。,IP-VPN