CN110744263B - 大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺 - Google Patents

大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺 Download PDF

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张福春
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明涉及大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,通过模拟分析计算出中块面阵、左面阵和右面阵的受力情况;在加工中块面阵的转轴孔时,其受力情况通过配重铅板替换加载上去,使加工时的受力情况与水平工况时的受力情况保持一致,保证加工精度;在安装左块面阵和右块面阵,两者的受力情况同样通过配重铅块替换加载上去,使安装时的受力情况与水平工况的受力情况保持一致,保证了安装精度。本发明达到的有益效果是:转轴孔加工精度高、安装精度高,从而保证了整个大型面阵的同轴精度。

Description

大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺
技术领域
本发明涉及天线面阵加工技术领域,特别是大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺。
背景技术
某大型天线面阵由左中右三块组成,各块之间通过翻转支耳连接,左右各四组翻转支耳,在水平工况通过翻转油缸实现边块折叠(90°)与展开功能,中块上的翻转轴孔同中块一起整体加工,边块上的翻转轴孔在零件时先加工好,待面阵组装时配焊。
现有面阵一般为左右各两组翻转支耳,且在垂直工况实现翻转功能。该面阵为四组翻转支耳,最大跨距达5.6m,且在水平工况实现翻转功能。翻转轴孔的增加,同轴度不易保证,同时水平工况对翻转轴同轴度的要求较高。
通常的加工方法是加工好中块支耳轴孔,再与边块组合成面阵,但中块加装边块和器件后则弯曲变形破坏了翻转轴同轴精度,边块水平工况翻转困难甚至不能实现翻转功能。采用常规的加工技术不能保证轴系同轴度精度,不能实现水平工况翻转功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供加工精度高、安装精度高的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,所述大型面阵包括左块面阵、中块面阵和右块面阵,中块面阵上的左右位置各具有四个大跨距翻转轴孔,其加工步骤为:
S1、加工中块面阵上的四个大跨距翻转轴孔;
S1-1、首先,对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时中块面阵在水平工况下,左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
S1-2、根据分析出的中块面阵受力情况,进行配重模拟;
S1-2-1、先将中块面阵通过支撑工装装夹支撑在数控龙门铣床位置,装夹时,支撑工装的支撑点与水平工况时支撑受力分布的支撑受力点的位置保持一致;
S1-2-2、然后根据中块面阵在水平工况下负载受力的分布情况,在每个负载受力点对应的位置处固定对应的铅板,即以铅板的重力代替左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的载荷;
S1-2-3、对装夹在数控龙门铣床且固定有铅板的中块面阵,利用数控龙门铣床一次性加工中块面阵左右各四处大跨距转轴孔;
S2、布置平板,并进行调平,调平误差不超过0.2mm,先将步骤S1-2-3中加工后的中块面阵与支撑工装分离,然后将支撑工装吊起来安装在平板,然后将加工后的中块面阵安装在支撑工装上;
S3、将左块面阵和右块面阵通过调节工装分别放置在步骤S2的中块面阵的左右两侧,并使左块面阵和右块面阵不受外力,建立测量坐标系,通过调节工装调节左块面阵和右块面阵在中块面阵的位置;
S4、将左块面阵和右块面阵通过折叠缸与中块面阵相连;
S5、进行折叠实验,检测是否合格;
S6、若合格,则将连接好后的左块面阵、中块面阵和右块面阵连接形成的整个面阵展开,拆掉用以配重元器件的铅块,安装元器件。
进一步地,所述的步骤S3中:
先对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时左块面阵、右块面阵在水平工况下元器件作用在左块面阵、右块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
再利用配重铅块固定在左块面阵、右块面阵对应的负载受力点和支撑受力点处;
然后再调节左块面阵、右块面阵与中块面阵的位置。
进一步地,所述的步骤S4中:
先在左块面阵和右块面阵上配焊连接支耳,利用折叠缸支耳定位工装确定折叠缸支耳的位置,将折叠缸支耳焊接在中块面阵上;
然后在连接支耳和折叠缸支耳之间安装折叠缸;
最后折叠缸伸出到位锁紧后,再拆掉调节工装。
所述的步骤S6中,安装元器件时,包括焊接支座、插销锁,铆接反射网,安装开放套筒振子、支撑架以及合成器。
所述的步骤S1-2-1中,装夹时,支撑工装的支撑点采用底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳。
所述的步骤S1-2-2中,铅板用钢丝固定。
所述的步骤S1-2-3中,大跨距转轴孔的大小为φ30+0.10 0
所述的步骤S2中,布置平板所需占用的场地为5m×10m。
所述的步骤S2中,整个支撑工装吊起来时,底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳的支耳中心距离地面的高度不低于1650mm。
所述的步骤S5中,完全展开后,大型面阵的精度达到4.3mm则为合格,反正不合格;若不合格,这需要继续调整连接支耳和折叠缸定位支耳的位置。
本方案达到的有益效果是:
(1)先对水平工况大型面阵进行受力分析,对中块面阵模拟工况受力情况,即包括负载分布及支撑分布,即将中块面阵和左右面阵上的所有元器件重量及左右面阵重量均加载到中面阵,在工况支撑点进行一次性装夹完成中块面阵各组翻转轴孔的加工,保证加工精度;
(2)大型面阵装配时在面阵各翻转支耳处设计四组工装,工装连接左右面阵,即将左右面阵及其上的元器件的总重量通过工装转移到中面阵上——恢复到面阵的加工状态,也即是恢复了翻转同轴精度;根据需要调整左右面阵与中面阵的位置关系,再配焊左右面阵上的翻转支耳,安装翻转轴和翻转油缸,翻转轴和翻转油缸则代替了工装的功能,确保了翻转轴的同轴度。
附图说明
图1 为中块面阵与支撑工装装夹在数控龙门铣床位置处的示意图;
图2 为中块面阵在水平工况下模拟受力情况的示意图;
图3 为中块面阵在水平工况下实际配重的俯视示意图;
图4 为整个大型面阵配重的结构示意图;
图5 为左块面阵、中块面阵、右块面阵连接时的主视图;
图6 为左块面阵、中块面阵、右块面阵连接时的侧视图;
图7 为整个大型面阵在安装元器件的主视图;
图8 为整个大型面阵在安装元器件的侧视图;
图9 为支耳定位工装的结构示意图;
图10 为调节工装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~图8,大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,所述大型面阵包括左块面阵、中块面阵和右块面阵,中块面阵上的左右位置各具有四个大跨距翻转轴孔,其加工步骤为:
S1、加工中块面阵上的四个大跨距翻转轴孔;
S1-1、首先,对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时中块面阵在水平工况下,左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
S1-2、根据分析出的中块面阵受力情况,进行配重模拟;
S1-2-1、先将中块面阵通过支撑工装装夹支撑在数控龙门铣床位置,装夹时,支撑工装的支撑点与水平工况时支撑受力分布的支撑受力点的位置保持一致;
S1-2-2、然后根据中块面阵在水平工况下负载受力的分布情况,在每个负载受力点对应的位置处用钢丝固定对应的铅板,即以铅板的重力代替左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的载荷;
S1-2-3、对装夹在数控龙门铣床且固定有铅板的中块面阵,利用数控龙门铣床一次性加工中块面阵左右各四处大跨距转轴孔;
S2、布置平板,并进行调平,调平误差不超过0.2mm,先将步骤S1-2-3中加工后的中块面阵与支撑工装分离,然后将支撑工装吊起来安装在平板,然后将加工后的中块面阵安装在支撑工装上;
S3、将左块面阵和右块面阵通过调节工装分别放置在步骤S2的中块面阵的左右两侧,并使块面阵和右块面阵不受外力,建立测量坐标系,通过调节工装调节左块面阵和右块面阵在中块面阵的位置;
S4、将左块面阵和右块面阵通过折叠缸与中块面阵相连;
S5、进行折叠实验,检测是否合格;
S6、若合格,则将连接好后的左块面阵、中块面阵和右块面阵连接形成的整个面阵展开,拆掉用以配重元器件的铅块,安装元器件,元器件包括焊接支座、插销锁,铆接反射网,安装开放套筒振子、支撑架以及合成器,还包括一些其他的面阵必备的元器件。
进一步地,所述的步骤S3中:
先对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时左块面阵、右块面阵在水平工况下元器件作用在左块面阵、右块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
再利用配重铅块固定在左块面阵、右块面阵对应的负载受力点和支撑受力点处;
然后再调节左块面阵、右块面阵与中块面阵的位置。
进一步地,所述的步骤S4中:
先在左块面阵和右块面阵上配焊连接支耳,利用折叠缸支耳定位工装确定折叠缸支耳的位置,将折叠缸支耳焊接在中块面阵上;
然后在连接支耳和折叠缸支耳之间安装折叠缸;
最后折叠缸伸出到位锁紧后,再拆掉调节工装。
本实施例中,所述的步骤S1-2-1中,装夹时,支撑工装的支撑点采用底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳。支撑工装的底部为支架,底端俯仰支耳、顶端举升油缸支耳均是一个单耳和两个双耳通过销轴配合安装。其中底端俯仰支耳,双耳在下方而单耳在上方;顶端举升油缸支耳,双耳在上方而单耳在下方。
本实施例中,所述的步骤S1-2-3中,大跨距转轴孔的大小为φ30+0.10 0
本实施例中,所述的步骤S2中,布置平板所需占用的场地为5m×10m。
本实施例中,所述的步骤S2中,整个支撑工装吊起来时,底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳的支耳中心距离地面的高度不低于1650mm。
本实施例中,所述的步骤S5中,完全展开后,大型面阵的精度达到4.3mm则为合格,反之不合格;若不合格,这需要继续调整连接支耳和折叠缸定位支耳的位置。

Claims (10)

1.大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,所述大型面阵包括左块面阵、中块面阵和右块面阵,中块面阵上的左右位置各具有四个大跨距翻转轴孔,其特征在于:其加工步骤为:
S1、加工中块面阵上的四个大跨距翻转轴孔;
S1-1、首先,对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时中块面阵在水平工况下,左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
S1-2、根据分析出的中块面阵受力情况,进行配重模拟;
S1-2-1、先将中块面阵通过支撑工装装夹支撑在数控龙门铣床位置,装夹时,支撑工装的支撑点与水平工况时支撑受力分布的支撑受力点的位置保持一致;
S1-2-2、然后根据中块面阵在水平工况下负载受力的分布情况,在每个负载受力点对应的位置处固定对应的铅板,即以铅板的重力代替左块面阵本身、右块面阵本身、左块面阵上的元器件、右块面阵上的元器件、中块面阵上的元器件一起产生的力作用在中块面阵的载荷;
S1-2-3、对装夹在数控龙门铣床且固定有铅板的中块面阵,利用数控龙门铣床一次性加工中块面阵左右各四处大跨距转轴孔;
S2、布置平板,并进行调平,调平误差不超过0.2mm,先将步骤S1-2-3中加工后的中块面阵与支撑工装分离,然后将支撑工装吊起来安装在平板,然后将加工后的中块面阵安装在支撑工装上;
S3、将左块面阵和右块面阵通过调节工装分别放置在步骤S2的中块面阵的左右两侧,并使左块面阵和右块面阵不受外力,建立测量坐标系,通过调节工装调节左块面阵和右块面阵在中块面阵的位置;
S4、将左块面阵和右块面阵通过折叠缸与中块面阵相连;
S5、进行折叠实验,检测是否合格;
S6、若合格,则将连接好后的左块面阵、中块面阵和右块面阵连接形成的整个面阵展开,拆掉用以配重元器件的铅块,安装元器件。
2.根据权利要求1所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S3中:
先对整个大型面阵处于展开的水平工作状况下的姿态进行受力分析,分析出此时左块面阵、右块面阵在水平工况下元器件作用在左块面阵、右块面阵的受力情况,受力情况即包括负载受力的分布情况、支撑受力的分布情况,负载受力情况的分布以多个均匀分布的负载受力点表示,支撑受力的分布情况以多个均匀分布的支撑受力点表示;
再利用配重铅块固定在左块面阵、右块面阵对应的负载受力点和支撑受力点处;
然后再调节左块面阵、右块面阵与中块面阵的位置。
3.根据权利要求2所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S4中:
先在左块面阵和右块面阵上配焊连接支耳,利用折叠缸支耳定位工装确定折叠缸支耳的位置,将折叠缸支耳焊接在中块面阵上;
然后在连接支耳和折叠缸支耳之间安装折叠缸;
最后折叠缸伸出到位锁紧后,再拆掉调节工装。
4.根据权利要求3所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S6中,安装元器件时,包括焊接支座、插销锁,铆接反射网,安装开放套筒振子、支撑架以及合成器。
5.根据权利要求4所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S1-2-1中,装夹时,支撑工装的支撑点采用底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳。
6.根据权利要求5所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S1-2-2中,铅板用钢丝固定。
7.根据权利要求6所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S1-2-3中,大跨距转轴孔的大小为φ30+0.10 0
8.根据权利要求7所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S2中,布置平板所需占用的场地为5m×10m。
9.根据权利要求8所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S2中,整个支撑工装吊起来时,底端俯仰支耳和顶端举升油缸支耳的支耳中心距离地面的高度不低于1650mm。
10.根据权利要求9所述的大型面阵水平翻转轴系高同轴精度加工工艺,其特征在于:所述的步骤S5中,完全展开后,大型面阵的精度达到4.3mm则为合格,反之不合格;若不合格,这需要继续调整连接支耳和折叠缸定位支耳的位置。
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