一種水浴加熱式離子推力器鉬柵極液壓成型裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水浴加熱式離子推力器鉬柵極液壓成型裝置，包括加熱水浴、成型陰模、密封膠圈、不銹鋼板、上模具、注液管路和液壓系統(tǒng)；鉬柵極液壓成型裝置采用水浴加熱并將溫度設(shè)置為70攝氏度以上，使液壓成型時(shí)鉬片溫度在鉬材料塑－脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上，以防止柵極破裂或應(yīng)力太過集中；將成型陰模的內(nèi)部輪廓設(shè)計(jì)成與柵極球面輪廓完全一致，保證各柵極球面的一致性；將離子推力器的各柵極疊加在一起進(jìn)行液壓成型，保證柵間距的一致性；通過采用不銹鋼板和密封膠圈保證了液壓介質(zhì)環(huán)境的密封性；通過密封膠圈固定不銹鋼板和柵極邊緣，使其在液壓成型過程中不發(fā)生錯(cuò)位和起皺現(xiàn)象。
【專利說明】一種水浴加熱式離子推力器鉬柵極液壓成型裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特種制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]離子電推器作為先進(jìn)的空間推進(jìn)技術(shù)，具有比沖高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于地球軌道衛(wèi)星的軌道轉(zhuǎn)移、位置保持、姿態(tài)控制、大氣阻尼補(bǔ)償、深空探測等任務(wù)；柵極是離子推力器的關(guān)鍵組件，屬于精密離子光學(xué)組件。離子推力器柵極組件的功能是聚焦并加速放電室中電離產(chǎn)生的推進(jìn)劑離子，將其高速引出，從而產(chǎn)生推力；并盡可能阻止放電室中的中性氣體從電離室逃逸，提高工質(zhì)利用率和電離效率；同時(shí)要防止電子反流，保證推力器穩(wěn)定、可靠的工作。
[0003]離子推力器工作過程中，由于柵極材料的受熱膨脹造成屏柵極和加速柵極間距發(fā)生改變，這將直接影響離子軌跡和離子光學(xué)系統(tǒng)的導(dǎo)流系數(shù)。通常柵極被設(shè)計(jì)成球面型結(jié)構(gòu)，并向外側(cè)彎曲，降低熱膨脹過程對柵極的影響。制造球面柵極的方法很多，其中液壓成型法是一種比較認(rèn)可的方法，但目前的液壓成型均為常溫成型，對于鑰材料的柵極，因其成型溫度在塑一脆轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下，易出現(xiàn)柵極破裂及應(yīng)力集中現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置，通過采用水浴加熱使液壓成型時(shí)鑰柵極溫度在鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上，以防柵極破裂或應(yīng)力集中；同時(shí)，將離子推力器離子光學(xué)系統(tǒng)所有柵片一起液壓成型，保證柵間距的均勻性；通過采用匹配性成型陰模保證柵極球面輪廓的一致性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置，包括加熱水浴(I)、成型陰模
(2)、密封膠圈(6)、不銹鋼板(5)、上模具(7)、注液管路(8)和液壓系統(tǒng)(9)；
[0007]所述成型陰模(2)為凹槽型結(jié)構(gòu)，凹槽從外向內(nèi)依次包括環(huán)形平臺(tái)a、環(huán)形平臺(tái)b和底面C，其中，底面C的輪廓與離子推力器的柵極球面輪廓一致；底面C設(shè)有通孔；
[0008]所述上模具(7)為凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽的環(huán)形平臺(tái)定義為環(huán)形平臺(tái)d ;所述環(huán)形平臺(tái)d的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致；上模具(7)的凹槽底面設(shè)有通孔；
[0009]所述密封膠圈(6)的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致；
[0010]所述不銹鋼板(5)與離子推力器中的加速柵柵片(3)結(jié)構(gòu)和尺寸一致；
[0011]所述離子推力器中加速柵柵片(3)和屏柵柵片(4)、所述不銹鋼板(5)以及所述密封膠圈出)由下至上依次疊放在環(huán)形平臺(tái)b上；
[0012]所述上模具(7)倒置在成型陰模(2)之上，環(huán)形平臺(tái)a和環(huán)形平臺(tái)d相接，并固定連接在一起，密封膠圈(6)被環(huán)形平臺(tái)c壓緊；所述上模具(7)的通孔通過注液管路(8)與液壓系統(tǒng)(9)的出液口相連；所述上模具(7)與成型陰模(2)固連后形成的一體結(jié)構(gòu)浸沒在加熱水浴(I)中；
[0013]所述加熱水?、诺臏囟葹楦哂?0攝氏度。
[0014]所述液壓系統(tǒng)(9)的液壓介質(zhì)為去離子水，其溫度大于70攝氏度。
[0015]有益效果:
[0016]本發(fā)明的鑰柵極液壓成型裝置采用水浴加熱并將溫度設(shè)置為70攝氏度以上，使液壓成型時(shí)鑰片溫度在鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上，以防止柵極破裂或應(yīng)力太過集中；將成型陰模的內(nèi)部輪廓設(shè)計(jì)成與柵極球面輪廓完全一致，保證各柵極球面的一致性；將離子推力器的各柵極疊加在一起進(jìn)行液壓成型，保證柵間距的一致性；通過采用不銹鋼板和密封膠圈保證了液壓介質(zhì)環(huán)境的密封性；通過密封膠圈固定不銹鋼板和柵極邊緣，使其在液壓成型過程中不發(fā)生錯(cuò)位和起皺現(xiàn)象。
[0017]本發(fā)明的鑰柵極液壓成型裝置中的液壓介質(zhì)溫度設(shè)置為70度以上，防止因溫度低于加熱水浴溫度時(shí)，降低柵極溫度，從而保證液壓成型時(shí)鑰片溫度在鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置局部放大圖。
[0020]其中，1-加熱水浴、2-成型陰模、3-加速柵柵片、4-屏柵柵片、5-不銹鋼板、6_密封膠圈、7-上模具、8-注液管路、9-液壓系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]如圖1所示，為根據(jù)本發(fā)明的一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置示意圖，包括上模具7、成型陰模2、加熱水浴1、密封膠圈6、不銹鋼板5、注液管路8、液壓系統(tǒng)9以及離子推力器中的屏柵柵片4和加速柵柵片3 ；
[0023]成型陰模2為凹槽型結(jié)構(gòu)，凹槽從外向內(nèi)依次包括環(huán)形平臺(tái)a、環(huán)形平臺(tái)b和底面C，其中，底面C的輪廓與離子推力器的柵極球面輪廓一致；底面C設(shè)有通孔；
[0024]上模具7為凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽的環(huán)形平臺(tái)定義為環(huán)形平臺(tái)d ;環(huán)形平臺(tái)d的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致；上模具7的凹槽底面設(shè)有通孔；
[0025]密封膠圈6的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致；
[0026]不銹鋼板5與離子推力器中的加速柵柵片3結(jié)構(gòu)和尺寸一致；
[0027]離子推力器中加速柵柵片3和屏柵柵片4、不銹鋼板5以及密封膠圈6由下至上依次疊放在環(huán)形平臺(tái)b上；
[0028]上模具7倒置在成型陰模2之上，環(huán)形平臺(tái)a和環(huán)形平臺(tái)d相接，并固定連接在一起，密封膠圈6被環(huán)形平臺(tái)c壓緊；上模具7的通孔通過注液管路8與液壓系統(tǒng)9的出液口相連；所述上模具7與成型陰模2固連后形成的一體結(jié)構(gòu)浸沒在加熱水浴I中。
[0029]該裝置采用水浴加熱，其溫度高于70°C，使液壓成型時(shí)屏柵柵片4和加速柵柵片3溫度在鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上，以防屏柵柵片4和加速柵柵片3出現(xiàn)破裂或應(yīng)力集中。水浴加熱是其中加熱方法之一，重在鑰柵極成型時(shí)通過加熱避開鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)，也可采用其他加熱方法。
[0030]該裝置的成型陰模2內(nèi)部輪廓與所設(shè)計(jì)的柵極球面輪廓完全一致，即所采用的陰模為匹配型陰模；
[0031]該裝置的液壓介質(zhì)為去離子水，在加壓成型時(shí)其溫度也保持在70度以上，從而保證液壓成型時(shí)鑰片溫度在鑰材料塑一脆轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)以上。
[0032]該裝置的通過密封膠圈6固定不銹鋼板5、屏柵柵片4和加速柵柵片3邊緣使其在液壓成型過程中不發(fā)生錯(cuò)位，出現(xiàn)起皺現(xiàn)象；另外，密封膠圈6與不銹鋼板和上模具7組成一封閉環(huán)境，當(dāng)液壓系統(tǒng)9通過注液管路8向其封閉環(huán)境注入一定壓力的液壓工質(zhì)時(shí)，不銹鋼板5發(fā)生形變，擠壓其下放置的屏柵柵片4和加速柵柵片4發(fā)生形變，最終其輪廓與成型陰模2的底面c的輪廓一致，在此壓力下，保持一定的時(shí)間，使鑰柵極成型。液壓成型的鑰柵極再高溫?zé)龤淙コ龖?yīng)力，最終實(shí)現(xiàn)球面型柵極。
[0033]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置，其特征在于，包括加熱水浴(I)、成型陰模(2)、密封膠圈￠)、不銹鋼板(5)、上模具(7)、注液管路(8)和液壓系統(tǒng)(9)； 所述成型陰模(2)為凹槽型結(jié)構(gòu)，凹槽從外向內(nèi)依次包括環(huán)形平臺(tái)a、環(huán)形平臺(tái)b和底面c，其中，底面c的輪廓與離子推力器的柵極球面輪廓一致；底面c設(shè)有通孔； 所述上模具(7)為凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽的環(huán)形平臺(tái)定義為環(huán)形平臺(tái)d;所述環(huán)形平臺(tái)d的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致；上模具(7)的凹槽底面設(shè)有通孔； 所述密封膠圈(6)的內(nèi)徑與環(huán)形平臺(tái)b的內(nèi)徑一致； 所述不銹鋼板(5)與離子推力器中的加速柵柵片(3)結(jié)構(gòu)和尺寸一致； 所述離子推力器中加速柵柵片(3)和屏柵柵片(4)、所述不銹鋼板(5)以及所述密封膠圈(6)由下至上依次疊放在環(huán)形平臺(tái)b上； 所述上模具(7)倒置在成型陰模(2)之上，環(huán)形平臺(tái)a和環(huán)形平臺(tái)d相接，并固定連接在一起，密封膠圈(6)被環(huán)形平臺(tái)c壓緊；所述上模具(7)的通孔通過注液管路(8)與液壓系統(tǒng)(9)的出液口相連；所述上模具(7)與成型陰模(2)固連后形成的一體結(jié)構(gòu)浸沒在加熱水浴⑴中； 所述加熱水浴(I)的溫度為高于70攝氏度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水浴加熱式離子推力器鑰柵極液壓成型裝置，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)(9)的液壓介質(zhì)為去離子水，其溫度大于70攝氏度。
【文檔編號】B21D26/027GK104226774SQ201410453308
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】趙以德, 唐?？? 江豪成, 顧左, 郭寧, 馬林, 鄭茂繁 申請人:蘭州空間技術(shù)物理研究所