CN104907777B - 天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，依次铣外圆锥型型面、内圆锥型型面及工艺凸台，其两侧工艺凸台外侧面之间的夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等，利用工艺凸台实现对天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工，降低了加工难度、提高了生产效率、保证了装配孔的精度；另外，其装配孔的加工精度高，完全满足产品设计精度要求。

Description

天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法
技术领域
本发明涉及一种圆锥斜面孔的加工方法，具体涉及一种天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法。
背景技术
在航天生产中，涉及一种防热、透波型天线罩，其结构包含三维空间结构装配孔、且外型面呈圆锥状，三维空间结构装配孔之间有较高的尺寸要求和形位要求。透波型天线罩作为航空器整流罩关键零部件具有外形尺寸小、结构紧凑的特点，影响着航空器飞行性能。为保证此类天线罩三维空间结构装配孔的加工精度，一般采用专用钻具来钻削，而专用钻具上孔的加工精度直接影响天线罩上相对应的孔的加工精度。
因此，加工出高精度的专用钻具至关重要，尤其是专用钻具上三维空间结构装配孔的加工。一般地，专用钻具上三维空间结构装配孔之间的角度偏差不大于±2’，装配孔与装配孔之间的位置尺寸偏差不大于±0.1mm，装配孔自身尺寸的上偏差为+0.015，下偏差为0，因此，装配孔的精度给加工提出了很高的要求。另外，由于专用钻具结构为圆锥型面，在装配孔的加工过程中没有定位基准，这就给装配孔的加工增添了较大的难度。对于此类三维空间结构装配孔的加工，常用的方法是在普通数控铣床上使用掰转头或分度头来加工，这种加工方法较复杂，加工效率较低，且精度无法保证。通常通过五轴加工中心，采用复杂坐标计算和高精密设备配置加工，因涉及因素多，故加工精度也相对较低，且加工成本高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷，提供一种天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，不仅保证了装配孔的加工精度，也降低了三维空间结构装配孔的加工难度和对机床的配置要求。
为实现上述目的，本发明所涉及的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：
1)坯料制备：按照专用钻具最大外形尺寸、留加工余量制备方形坯料，其中毛坯材料为45#钢；
2)铣坯料：铣步骤1)中坯料的六个面；
3)铣外型面：用夹具装夹步骤2)中坯料的前后端面，铣坯料外圆锥型型面；
4)铣内型面及工艺凸台：将步骤3)中坯料翻转180°后用夹具装夹，铣坯料内圆锥型型面及坯料两侧的工艺凸台，两侧工艺凸台外侧面之间的夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等；
5)钻左侧三维空间结构装配孔：重新装夹，将步骤4)中的坯料绕Y轴旋转直至左侧工艺凸台外侧面垂直，并保证垂直度要求，左侧工艺凸台的外侧面对刀后，刀具在X方向向右偏移、确定装配孔在X方向的位置后，根据各装配孔在Y方向的位置关系，依次钻左侧的三个装配孔，三个装配孔加工完成后，铣除左侧工艺凸台；
6)钻右侧三维空间结构装配孔：采用与步骤5)同样的方法，钻右侧的三个装配孔，并铣除右侧工艺凸台，即加工出天线罩专用钻具三维空间结构装配孔。
进一步地，所述步骤1)中单面加工余量为5～10mm。
进一步地，所述步骤2)中铣坯料六个面后，对坯料采用平磨加工基准面，且六个面之间的垂直度和平行度均在0.05mm以下，保证基准精度。
进一步地，所述步骤3)铣坯料外圆锥型型面的具体过程为：先粗铣坯料外圆锥型型面，所述外圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工外圆锥型型面，保证外圆锥型型面尺寸。
进一步地，所述步骤4)铣坯料内圆锥型型面的具体过程为：先粗铣坯料内圆锥型型面，所述内圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工内圆锥型型面，保证内圆锥型型面尺寸。
进一步地，所述步骤4)中工艺凸台外侧面表面粗糙度为Ra0.8，采用高精度量具检测两侧工艺凸台外侧面之间的夹角，所述夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等。
进一步地，所述步骤5)中对刀时，刀具与工艺凸台外侧面接触并设置X轴零点，刀具分别与坯料前后面接触并设置Y轴零点，刀具与工艺凸台外侧面接触的最低点设置Z轴零点。
进一步地，所述步骤5)中对刀后，刀具偏移的距离由工艺凸台实际尺寸及装配孔在X方向的位置尺寸确定。一般地，工艺凸台外侧面与机床工作台的垂直度和偏移距离的尺寸偏差，均按照专用钻具两排预设装配孔中心线之间的夹角公差换算到线性尺寸上公差值的20％来取。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明利用工艺凸台实现对天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工，降低了加工难度、提高了生产效率、保证了装配孔的精度；另外，其装配孔的加工精度高，完全满足产品设计精度要求。
附图说明
图1为本发明实施例中天线罩专用钻具三维空间结构装配孔俯视示意图；
图2为图1的A-A示意图；
图3为图1的B-B示意图；
图4为图3的C-C旋转示意图；
图5为本发明实施例铣外型面主视示意图；
图6为图5的俯视示意图；
图7为本发明实施例铣内型面主视示意图；
图8为图7的俯视示意图；
图9为本发明实施例加工装配孔示意图。
其中：装配孔1、工艺凸台2、外型面3、内型面4、刀具5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
制备如图1、结合图2、图3、图4所示所示天线罩专用钻具三维空间结构装配孔，其加工方法包括如下步骤：
1)坯料制备：采用毛坯材料为45#钢，按照专用钻具最大外形尺寸、留加工余量制备方形坯料，其单面加工余量为5～10mm；
2)铣坯料：铣步骤1)中方形坯料的六个面见光，对坯料采用平磨加工基准面，保证基准精度，六个面之间的垂直度和平行度均在0.05mm以下；
3)铣外型面3：用夹具装夹步骤2)中坯料的前后端面，先粗铣坯料外圆锥型型面，外圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工外圆锥型型面，保证外圆锥型型面尺寸，如图5、6所示；
4)铣内型面4及工艺凸台2：将步骤3)中坯料翻转180°后用夹具装夹，先粗铣坯料内圆锥型型面，内圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工内圆锥型型面，保证内圆锥型型面尺寸；再铣坯料两侧的工艺凸台，两侧工艺凸台外侧面之间的夹角θ要与专用钻具两排预加工装配孔1中心线之间的夹角θ相等，工艺凸台2外侧面表面粗糙度为Ra0.8，采用高精度量具再检测两侧工艺凸台外侧面之间的夹角，保证夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等，如图7、8所示；
5)钻左侧三维空间结构装配孔：重新装夹，将步骤4)中的坯料绕Y轴旋转直至左侧工艺凸台2外侧面垂直，保证工艺凸台2的外侧面与机床工作台的垂直度在0.02mm以内；左侧工艺凸台的外侧面对刀时，刀具5与工艺凸台2外侧面接触并设置X轴零点，刀具分别与坯料前后面接触并设置Y轴零点，刀具与工艺凸台外侧面接触的最低点设置Z轴零点，如图9所示；对刀后，刀具在X方向向右偏移距离δ±0.0067、确定装配孔1在X方向的位置后，根据各装配孔在Y方向的位置关系，依次钻左侧的三个装配孔1，三个装配孔1加工完成后，铣除左侧工艺凸台2；
其中：刀具偏移距离由工艺凸台实际尺寸及装配孔在X方向的位置尺寸确定。一般地，工艺凸台外侧面与机床工作台的垂直度和偏移距离的尺寸偏差，均按照专用钻具两排预设装配孔中心线之间的夹角公差换算到线性尺寸上公差值的20％来取。
6)钻右侧三维空间结构装配孔：采用与步骤5)同样的方法，钻右侧的三个装配孔，并铣除右侧工艺凸台，即加工出天线罩专用钻具三维空间结构装配孔。

Claims (8)

1.一种天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括如下步骤：
1)坯料制备：按照专用钻具最大外形尺寸、留加工余量制备方形坯料；
2)铣坯料：铣步骤1)中坯料的六个面；
3)铣外型面：用夹具装夹步骤2)中坯料的前后端面，铣坯料外圆锥型型面；
4)铣内型面及工艺凸台：将步骤3)中坯料翻转180°后用夹具装夹，铣坯料内圆锥型型面及坯料两侧的工艺凸台，两侧工艺凸台外侧面之间的夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等；
5)钻左侧三维空间结构装配孔：重新装夹，将步骤4)中的坯料绕Y轴旋转直至左侧工艺凸台外侧面垂直，并保证垂直度要求，左侧工艺凸台的外侧面对刀后，刀具在X方向向右偏移、确定装配孔在X方向的位置后，根据各装配孔在Y方向的位置关系，依次钻左侧的三个装配孔，三个装配孔加工完成后，铣除左侧工艺凸台；
6)钻右侧三维空间结构装配孔：采用与步骤5)同样的方法，钻右侧的三个装配孔，并铣除右侧工艺凸台，即加工出天线罩专用钻具三维空间结构装配孔。
2.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤1)中单面加工余量为5～10mm。
3.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤2)中铣坯料六个面后，对坯料采用平磨加工基准面，且六个面之间的垂直度和平行度均在0.05mm以下。
4.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤3)铣坯料外圆锥型型面的具体过程为：先粗铣坯料外圆锥型型面，所述外圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工外圆锥型型面，保证外圆锥型型面尺寸。
5.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤4)铣坯料内圆锥型型面的具体过程为：先粗铣坯料内圆锥型型面，所述内圆锥型型面的单面留0.5～0.8mm余量，再精加工内圆锥型型面，保证内圆锥型型面尺寸。
6.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤4)中工艺凸台外侧面表面粗糙度为Ra0.8，采用高精度量具检测两侧工艺凸台外侧面之间的夹角，所述夹角与专用钻具两排预加工装配孔中心线之间的夹角相等。
7.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤5)中对刀时，刀具与工艺凸台外侧面接触并设置X轴零点，刀具分别与坯料前后面接触并设置Y轴零点，刀具与工艺凸台外侧面接触的最低点设置Z轴零点。
8.根据权利要求1所述的天线罩专用钻具三维空间结构装配孔的加工方法，其特征在于：所述步骤5)中对刀后，刀具偏移的距离由工艺凸台实际尺寸及装配孔在X方向的位置尺寸确定。
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