CN103331471B - 一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，选用适合大面积超薄板装夹工装设备，配合相应的装夹压板与合理装夹方法，实现缝隙阵列板在高速加工时的可靠装夹，并合理选取相应材料加工的微直径切削刀具以及符合缝隙阵列加工的系统刀具环境和相关参数确保高速高精密加工过程的实现。本发明可以实现大面积超薄板内缝隙阵列的制造，以及高精度多缝隙图形的高速加工。

Description

一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法

技术领域

本发明涉及薄板、超薄板精密加工技术领域，尤其涉及一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法。

背景技术

某些雷达系统会采用先进的毫米波雷达制导技术，其天线系统的功能决定了结构设计的复杂性、多变性，也决定了其工艺设计制造的难度和复杂性。尤其该型号天线波长进入毫米波阶段，天线结构尺寸进一步减小，而相对位置精度大幅提高，其加工制造难度也成倍提高。

如图1所示，毫米波天线缝隙阵列薄板11是平板裂缝天线分系统中的关键部件，具有壁厚薄、精度高、腰型槽尺寸小等特点。对于板厚0.5mm，外径φ230mm，缝隙宽度仅为0.5mm，精度要求±0.01mm的缝隙阵列薄板，如果按照以往的薄板加工，使用螺钉将工件胚料紧固于工装上，想要使0.5厚度的薄板在高速加工过程中，中心处与外缘处一直保持平整，受力均匀，缝隙阵列槽达到要求的尺寸精度，根本无法办到，合格产品的出产率极低；若采用微小缝隙激光加工，该方式加工时无需专用刀具、夹具，但对设备要求极高，通过显微投影发现，激光加工易在加工表面形成不规则的烧蚀痕迹，工件内表面粗糙度不符合设计要求，虽然该类型加工虽属于微应力加工，可消除刀具、工装对加工的影响，但就目前加工状态而言，产品仍未能满足使用要求。毫米波天线缝隙阵列薄板这类零件刚度差，在加工过程中由于残余应力、装夹力、切削力、切削热等因素作用，薄板结构零件极易发生加工变形和切削振动，导致加工误差，从而难以保证零件的加工精度和表面质量，严重情况下造成零件报废。因而，在保证加工效率的同时，如何采用有效措施控制或减少薄板零件的加工变形，保证加工质量是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，可以实现大面积超薄板内缝隙阵列的制造，以及高精度多缝隙图形的高速加工。

为了达到上述目的，本发明提供一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，该制造方法包含以下步骤：

步骤1、制作工装基板，在工装基板的上表面设置若干定位孔；

步骤2、在步骤1设置的定位孔位置，加工定位销钉孔和压紧螺钉孔；

步骤3、将上压板装夹在工装基板的表面，以步骤2中加工好的定位销钉孔和压紧螺钉孔为基准，在上压板上的对应位置加工定位销钉孔和压紧螺钉孔；

步骤4、使用微型铣刀在上压板表面根据缝隙阵列的排布确定让位槽的位置，并根据刀具锥度直径的限制按照缝隙尺寸单边外扩1.5mm加工各处让位槽；

步骤5、将加工好的上压板取下，将料板装夹在工装基板上，并用上压板压紧料板；

步骤6、以步骤3中加工好的定位销钉孔和压紧螺钉孔为基准，在料板上的对应位置加工定位销钉孔和压紧螺钉孔；

步骤7、将定位销装入定位销钉孔定位，并将压紧螺钉装入压紧螺钉孔，压紧有机玻璃上压板、料板和工装基板；

步骤8、利用微型铣刀，按照上压板上的让位槽的位置，加工料板，以获得所需的缝隙列阵；

步骤9、外形轮廓加工，将上压板取下，将所需外形轮廓压板装夹在工装基板上，根据外形轮廓压板的形状加工料板，获得需要的平板天线薄板。

所述的工装基板采用3R转接铝板。

所述的上压板采用有机玻璃压板。

在所述步骤5中，在料板装夹工序中，在工装基板四周垫等高垫块。

所述的等高垫块的高度为2mm。

本发明可以有效地防止零件的装夹变形，以及卸载时的回弹；控制加工中产生的切削力和切削热，使零件的受力变形和热变形的降到最低；有效地平衡工件的残余应力，控制零件的加工后变形；有效地避免了微型铣刀的折断事故；具备有效性和可靠性，以及持续生产性。

附图说明

图1是背景技术中的毫米波天线缝隙阵列薄板的结构示意图。

图2是本发明的制造方法采用的制造工件的主视图。

图3是本发明的制造方法采用的制造工件的侧视图。

具体实施方式

以下根据图2和图3具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，如图2和图3所示，该制造方法包含以下步骤：

步骤1、制作工装基板7，在工装基板的上表面设置若干定位孔，作为后续工序的基准；

本实施例中，该工装基板采用3R转接铝板7；

步骤2、在步骤1设置的定位孔位置，加工定位销钉孔3和压紧螺钉孔2，作为后续工序的位置基准；

本实施例中，加工4个定位销钉孔3和8个压紧螺钉孔2；

步骤3、将上压板6装夹在工装基板7的表面，以步骤2中加工好的定位销钉孔3和压紧螺钉孔2为基准，在上压板6上的对应位置加工定位销钉孔3和压紧螺钉孔2；

本实施例中，上压板6采用有机玻璃压板6，同样加工4个定位销钉孔3和8个压紧螺钉孔2；

选用有机玻璃作为上压板6，该材料好处为：

1、可便于观察料板加工状态；

2、有一定韧性，可通过改变其形变方式施加压紧力；

3、可加工性能好，有机玻璃表面易于加工让位槽；

步骤4、使用微型铣刀在上压板6表面根据缝隙阵列的排布确定让位槽的位置，并根据刀具锥度直径的限制按照缝隙尺寸单边外扩1.5mm加工各处让位槽4；

步骤5、将加工好的上压板6取下，将料板5装夹在工装基板7上，并用上压板6压紧料板；

为保证料板5充分与工装基板7贴合，在装夹工序中，在工装基板7四周垫等高垫块1，可对料板5的中央区域产生一个预压力，使加工区域内的上压板6、料板5、工装基板7紧密贴合；

本实施例中，设置4个等高垫块1，等高垫块1的高度为2mm；

步骤6、以步骤3中加工好的定位销钉孔3和压紧螺钉孔2为基准，在料板5上的对应位置加工定位销钉孔3和压紧螺钉孔2；

步骤7、将定位销装入定位销钉孔3定位，并将压紧螺钉装入压紧螺钉孔2，压紧有机玻璃上压板6、料板5和工装基板7；

步骤8、利用微型铣刀，按照上压板6上的让位槽4的位置，加工料板5，以获得所需的缝隙列阵；

在加工时，在数控加工中心上，确定加工参数，通过编程调整直线部分与圆弧部分的进刀速度，圆弧与直线部分分为两段切削进给速度F的值，通过样件试切，逐步调整圆弧参数，利用微型铣刀，加工获得所需的缝隙列阵；

步骤9、外形轮廓加工，将上压板6取下，将所需外形轮廓压板装夹在工装基板7上，根据外形轮廓压板的形状加工料板5，获得需要的平板天线薄板。

本发明也支持大面积薄板类零件内部加工，只要将步骤4中的上压板的让位槽换加工成各种所需要的零件图形，加工时选择合适的切削刀具和相关参数确保高速高精密加工的实行，即可获得所需要的薄板类零件。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，其特征在于，该制造方法包含以下步骤：

步骤1、制作工装基板（7），在工装基板的上表面设置若干定位孔；

步骤2、在步骤1设置的定位孔位置，加工定位销钉孔（3）和压紧螺钉孔（2）；

步骤3、将上压板（6）装夹在工装基板（7）的表面，以步骤2中加工好的定位销钉孔（3）和压紧螺钉孔（2）为基准，在上压板（6）上的对应位置加工定位销钉孔（3）和压紧螺钉孔（2）；

步骤4、使用微型铣刀在上压板（6）表面根据缝隙阵列的排布确定让位槽的位置，并根据刀具锥度直径的限制按照缝隙尺寸单边外扩1.5mm加工各处让位槽（4）；

步骤5、将加工好的上压板（6）取下，将料板（5）装夹在工装基板（7）上，并用上压板（6）压紧料板；

步骤6、以步骤3中加工好的定位销钉孔（3）和压紧螺钉孔（2）为基准，在料板（5）上的对应位置加工定位销钉孔（3）和压紧螺钉孔（2）；

步骤7、将定位销装入定位销钉孔（3）定位，并将压紧螺钉装入压紧螺钉孔（2），压紧有机玻璃上压板（6）、料板（5）和工装基板（7）；

步骤8、利用微型铣刀，按照上压板（6）上的让位槽（4）的位置，加工料板（5），以获得所需的缝隙列阵；

步骤9、外形轮廓加工，将上压板（6）取下，将所需外形轮廓压板装夹在工装基板（7）上，根据外形轮廓压板的形状加工料板（5），获得需要的平板天线薄板。

2.如权利要求1所述的制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，其特征在于，所述的工装基板（7）采用3R转接铝板。

3.如权利要求1所述的制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，其特征在于，在所述步骤5中，在料板装夹工序中，在工装基板（7）四周垫等高垫块（1）。

4.如权利要求3所述的制造毫米波天线缝隙阵列薄板的方法，其特征在于，所述的等高垫块（1）的高度为2mm。