CN114083245A - 基于虚拟面基准的大型阵面加工方法 - Google Patents

基于虚拟面基准的大型阵面加工方法 Download PDF

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Abstract

发明涉及基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其步骤为:组装好面阵框架后,对工作面拟合得到拟合面;确定拟合面上对应支撑平台区域并进行拟合得到转换平台,近似处理转换平台得到新的基准参考面;测量基准参考面与拟合面的高度差即转换差,通过“等高支撑+转换差”组合成“垫片”支撑框架,使得框架拟合面与机床的工作平台平行;由于需要粗、半精、精三次加工,每一次加工后,都调节对“垫片”厚度。本发明达到的有益效果是:以非加工拟合面为基准,减小基准参考面的面积、调整垫片厚度确保拟合面始终与机床的工作平台平行加工其它高精度配合面,使加工精度得到显著提高、避免了元器件的电性能因为其安装精度差而受到影响、提高整个雷达性能。

Description

基于虚拟面基准的大型阵面加工方法
技术领域
本发明涉及雷达面阵加工技术领域,特别是基于虚拟面基准的大型阵面加工方法。
背景技术
精密加工成形的阵面板作为振子单元及元器件的等厚度安装基体,与侧板、内部若干零部件及底部零件通过螺栓连接及焊接方式组成左(右)面阵框架,其中底面零件与其他零件螺接后相互之间再焊接;对接面、底面、底板上的支座、对接定位支座上的定位孔等均以真面板上的拟合面A作为基准进行加工,拟合面不允许再加工但最终确保拟合面精度不大于0.8mm。
通常的加工方法是,阵面板预留加工量,待部件组装为整体后,将加工阵面板的上表面作为面阵工作面,该工作面同时作为工件的加工基准。但是这种加工方法存在的问题是:阵面板厚薄不等(由于预留加工量),影响阵子单元及元器件的安装,甚至影响元器件的电性能指标;并且由于是大面积加工,会产生变形,导致左(右)框架平面度差,从而导致左(右)框架对接组装成大型面阵的平面度无法满足设计要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供减小参考基准面的面积、使得加工精度得到显著提高、避免了元器件的电性能受到影响、提高整个雷达性能的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:基于虚拟面基准的大型阵面加工方法;
大型面阵包括两个互相铰接的面阵框架,即分别为左面阵框架、右面阵框架,面阵框架包括阵面板、前后侧板、左右侧板,阵面板的上表面为工作面、下表面为安装面,前后侧板、左右侧板按各自位置安装在阵面板的安装面上形成框架,框架内安装有阵子单元和各元器部件,前后侧板的外侧面安装有吊装支座、定位支座,面阵框架的底面装有支撑支座,左面阵框架、右面阵框架前后侧板贴合的面为对接面;
加工步骤为:
S1、组装面阵框架
对阵面板进行精密加工,保证各处厚度一致;
采用激光跟踪仪对阵面板上表面若干点进行采集,拟合得到初始拟合面;以初始拟合面为基准面,在安装面上组装前后侧板、左右侧板、相应零部件、相应支座,形成面阵框架;之所以拟合得到初始面,是因为阵面板零件精度要求,该面不能再加工但又是左右框架加工的唯一基准,拟合面精度是左右阵面框架组合成大面阵精度的基础;
S2、确定转换平台拟合面、拟合面A
在面阵框架中,其底面通过多个支撑支座进行支撑,此时阵面板为顶板;
在阵面板的上表面选取多个200mmX200mm的转换平台,转换平台是阵面板上的一部分区域;转换平台,是支撑支座的支撑点投影在阵面板上表面后,以支撑点为中心向四周扩展得到的200mmX200mm区域;
利用水平仪经支撑支座对应的转换平台的平面度进行调整,确保转换平台的平整度;
针对左面阵框架:用激光跟踪仪对其转换平台内的若干点进行采集,拟合得到相应转换平台拟合面;用激光跟踪仪再对其整个阵面板的工作面若干点进行采集,得到拟合面A;由于阵面板与零部件组装后,阵面板的工作面会发生变形,因此变形后拟合得到的面为拟合面A;
S3、将虚拟基准转换为实际基准
确定面阵框架的实际平面:将这些转换平台拟合面分别进行近似处理,得到各自的近似面,该近似面作为后续加工的参考基准面,参考基准面即当做实际平面;
通过激光跟踪仪,测算出拟合面A与各个转换平台的近似距离,得到实际基准值h;
S4、装夹,进行加工
S41、装夹、调节
将面阵框架翻转,让其拟合面A朝下、底面朝上地放在装夹工装的支撑面上;支撑面和拟合面A之间通过设置垫片,让拟合面A与机床的工作平台平行;垫片的厚度为实际基准值h与转换差hmin之差即及hmin
在实际基准值h中选取数值最小的,记作hmin,称作转换差;选hmin对应转换平台的近似面作为加工时的参考基准面,则机床加工时的实际控制值通过计算得到,计算公式为:
实际控制值=H-hmin
其中,H-加工目标值,表示机床按普通方法的加工值,即拟合面A与机床的工作平台同水平面方式加工,拟合面A到目标加工面的高度;该高度既表示拟合面A到底面目标加工平面的高度,也能够表示拟合面A与定位支座轴孔之间的高度,还表示拟合面A与支撑支座(8)轴孔之间的高度;
实际控制值-表示用垫片将转换平台支撑垫起后,机床的加工值;
S42、加工
以拟合面A为基准,分步加工对拟合面精度有影响的底面、对接面,从而逐次获得新的拟合面,最终获得稳定拟合面基准,最后进行加工,具体如下:
加工时,初加工底面→初加工对接面→检测、确定半精加工的h和hmin值→半精加工底面→检测、确定精加工的h和hmin值→精加工底面、对接面→组装底面上的支撑支座并加工→组装定位支座并加工;加工的项:包括底面、对接面,定位支座安装面、支撑支座轴孔;
S5、加工完成后,进行大型面阵组装,即将右面阵框架对接在左面阵框架上。
进一步地,步骤S2中,转换平台的平整度调节时:在调整支撑支座到拟合面投影面即转换平台放置高度尺,在支撑支座的位置放置调整千斤顶,通过水准仪观察高度尺的值同时调整千斤顶确保四处转换平台高度差0.05-0.1mm。
进一步地,在步骤S3中,转换平台拟合面分别进行近似处理时:将转换平台的拟合面近似处理为平行于拟合面的实际平面。虽然转换平台与拟合面本身不平行,但是转换平台的区域为200mm*200mm,而面阵框架初始拟合面的区域6300mm*3200mm,由于转换平台区域远远小于拟合面的区域,因此进行近似平行处理。
进一步地,在步骤S42中,分为粗加工、半精加工、精加工三次加工,每次加工前都需要确定相应的h和hmin值;步骤S2、S3、S41是粗加工前对h和hmin值的确定;在半精加工、精加工前,还需要在此方法再确定相应的h和hmin值。
进一步地,在步骤S5中,组装时:调整面阵框架的拟合面A的水平度,即保证对接面的垂直度;以拟合面A为基准,调整右面阵框架拟合面与左面阵框架的拟合面A共面、让其对接面与座面阵框架的对接面紧密贴合且对正;安装连接螺栓、配做对接销;最后进行再装精度验证。
进一步地,所述的步骤S5中,组装时:
将左面阵框架拟合面A朝上,利用支撑支座将其支撑,采用紧密水准仪调整转换平台水平度至0.05-0.1mm;激光跟踪仪采集工作面及转换平台得拟合面A和对应h值,根据h值再次采用水平仪调整转换平台与拟合面A的高度差为对应h值,即拟合面A的水平度为0.05-0.1mm;临时固定左面阵框架;
调节右面阵框架与左面阵框架外形对正,且保证翻转轴的同轴度,精调让两个面阵框架的对接面紧密贴合,以拟合面A为基准来检测、调整右面阵高度,当右面阵框架对应拟合面不大于0.9mm时固定右面阵,安装对接螺栓;检测、调整后安装对应定位销,配做对应对接支座与框架的定位销;检测整个组合面阵的拟合面精度;
将组合面阵吊起一定高度后再放回,拆分面阵,以定位销为基准再次组装面阵;再检测第二次组合后整个面阵的拟合面精度,精度满足要求则合格。
进一步地,在步骤S4中,面阵框架的底面、对接面的加工量均为3mm;面阵框架的加工流程为:初加工底面1.5mm→初加工对接面1.5mm→检测、确定半精加工的h和hmin值→半精加工底面1mm→检测、确定精加工的h和hmin值→精加工底面、对接面→组装底面上的支撑支座并加工→组装侧面的定位支座并加工。
优选地,支撑支座为四个,分别为支撑支座A、支撑支座B、支撑支座C、支撑支座D;对应的转换平台分别为转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4;对应的实际基准值分别为h1、h2、h3、h4
需要说明的是,拟合面基准的应用”原理:由于零件实际加工面为“曲面”无法作为加工基准,只有借助激光跟踪仪采集“曲面”上若干点拟合成的拟合面才能作为加工基准;拟合面垂直加工设备Z轴是实现以拟合面为基准进行机加工的基本条件。
需要说明的是,拟合面基准转换为实际基准的方法:在实际“曲面”合适位置选取合适区域,借助激光跟踪仪采集该“区域”上若干点拟合成“转换平台”,再计算出拟合面与“转换平台”的距离——转换差;“转换平台”和“转换差”即为拟合面基准转换得到的实际基准。
需要说明的是,合面位置精度的调整技术:包括拟合面与机床工作平台平行度调整技术、拟合面水平度调整技术;通过在工作平台与“转换平台”间放置厚度为的垫片即可保证拟合面与机床工作平台平行;通过调整各“转换平台”与水平面的对应高度差为对应“转换差”即保证拟合面水平。
需要说明的是,多拟合面共面组合“包容处理技术”:以左阵面框架拟合面为基准调整右阵面框架拟合面包容于左面阵拟合面的“包容处理技术”。
本发明具有以下优点:
(1)传统的组装中,是以阵面板上支撑点为装夹基准,但该基准不能真实代表拟合面对底面、对接面、各支座的轴孔进行加工;由于该拟合面各区域位置之间本身就存在较大差值,当机床的工作平台以该拟合面作为参考基准时,导致最后加工的底面、对接面、各支座的轴孔精度并不是特别高,大面阵的精度影响整个雷达的性能;
而本方案,对支撑点相应的转换平台进行拟合,形成转换平台拟合面,将转换平台近似处理后得到一个新的基准面,新的基准面通过能调整厚度的垫片支撑后,使得该性的基准面能与机床的工作平台平行,即保证了基准面与工作平台的平行度,加工时能保证加工精度;由于转换平台面积远小于阵面板整个工作面的面积,因此近似处理后得到的新的基准面的精确度很高,从而能保证面阵框架与工作平台的平行度,从而使得底面、对接面、支座的轴孔的加工精度能得到显著提高;
(2)加工时,分为初加工、半精加工、粗加工三次加工,每加工一次,拟合面A与转换平台的实际基准h就会发生变化,因此每加工一次,都需要调整垫片的厚度,从而进一步保证了整个面阵的精度;
(3)在组合前对阵面板进行了加工,保证了阵面板的厚度均匀,从而避免对阵子单元、元器件的电性能指标造成不良影响。
(4)满足再装精度1.2mm的高标准设计要求,远远大于普通加工、组装方式的精度;并且加工后,大型面阵的性能也远优于普通加工的方式;本方案,决了大型相控阵降面阵振子单元及元器件安装基体的等厚度问题、确保约20平方米的阵面框架的平面精度0.8mm、确保约40平方米组合阵面的平面精度不大于1.2mm;为高精度大型面阵的加工、组装提供了一种新技术。
附图说明
图1为面阵框架从上向下看的结构示意图;
图2为面阵框架从下向上看的结构示意图;
图3为阵面板的结构示意图;
图4为本发明中由左面阵框架、右面阵框架组合呈的大面阵的结构示意图;
图5为左面阵框架形成拟合面A及转换平台的结构示意图;
图6为机床加工时的位置及尺寸示意图;
图7为阵面板工作面的面精度图;
图8为拟合面A与转换平台的示意图;
图9为图8的局部放大图;
图10为本发明大型面阵组合后的拟合面精度图;
图中:1-左面阵框架,2-右面阵框架,3-阵面板,4-前后侧板,5-左右侧板,6-吊装支座,7-定位支座,8-支撑支座,9-垫片,10-转换平台A,11-转换平台B,12-转换平台C,13-转换平台D。
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。
需要说明的是,大型面阵包括两个互相铰接的面阵框架,即分别为左面阵框架1、右面阵框架2,面阵框架包括阵面板3、前后侧板4、左右侧板5,阵面板3的上表面为工作面、下表面为安装面,前后侧板4、左右侧板5按各自位置安装在阵面板3的下表面处形成框架,框架内安装有阵子单元和各元器部件,前后侧板4的外侧面安装有吊装支座6、定位支座7,面阵框架的底面装有支撑支座8,左面阵框架1、右面阵框架2前后侧板贴合的面为对接面。
本实施例采用6300mmx3210mmx700mm的尺寸作为左面阵框架,采用6300mmx3090mmx700mm的尺寸作为右面阵框架,加工组装后的大面阵为6300mmx6300mm。
如图1~图10所示,基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,加工步骤为:
S1、组装,作为振子单元及元器件的等厚度安装基体的阵面板3振子安装面(工作面)设计平面度0.15mm,加工后在机床平台上自由态平面度0.8-1.3mm,压紧在机床平台上的约束态平面度0.16-0.36mm;
以阵面板3的拟合面为基准在(工艺设计的)大型组合工装上,将阵面板3压紧在机床平台上以保证约束平面度0.36mm后通过螺栓连接组装侧板、内部零件及底部零件组合成框架;通过塞尺检测阵面板3与工装面的间隙发现该过程对阵面板3平面度影响很小;但底部零件焊接后对阵面板3平面度影响较大,此时的工作面和底面均成为曲面;
S2、按设计要求在面阵框架底部四支撑支座8安装位置(按顺序设置为支撑点A、B、C、D)处进行支撑,采用精密水准仪调整支撑点对应阵面板3上表面200*200区域(支撑点A、B、C、D分别对应转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4)内某固定位置的平面度至0.05-0.1mm,再采用激光跟踪仪采集框架的阵面板3工作面若干点得到拟合面A即框架工作面的平面度,最后分别采集转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4若干点得到转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4的拟合面;其中,拟合面A与工作面的位置关系进行了放大处理方便观察,激光跟踪仪的测量结果见图7-图9,由于框架底部零件焊接应力导致阵面板中部凸出周边下沉,而转换平台分布在框架周边,因此转换平台在拟合面的下方位置;
S3、由于各个转换平台拟合面与实际平面不重合,但各个转换平台的200*200的区域与面阵框架6300*3200的区域相比太小,将转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4的拟合面近似处理为面阵框架上的实际平面,方便机加工时的装调检测;
通过激光跟踪仪测算拟合面A与转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4的距离得到实际基准值h1、h2、h3、h4——即拟合面虚拟基准转换为可操作的实际基准值,为框架加工时的装夹及尺寸检测值提供了保障;左面阵框架的相关检测结果见表1;
表1“左阵面框架”的相关测量值(mm)
Figure BDA0003418773760000081
Figure BDA0003418773760000091
S4、以拟合面A为基准,分步加工对拟合面精度有影响的底面、对接面,逐次获得新的拟合面,直到最终获得稳定拟合面基准,再确定好装夹基准和尺寸控制基准,则可以按照普通加工方法完成底面和对接面上支座的加工(具体指吊装支座6、支撑支座7的的安装面,支撑支座8的安装面和其安装后的加工孔,及对接测面);采用现有8000*3000的数控龙门铣床设备,采取拟合面A朝下底面朝上的装夹方法(见图6),可以一次性装夹完成框架的所有加工工作,确保加工精度;结合框架平面度通过四支撑支座8的支撑状态进行检测验收的设计要求,加工时的支撑状态与设计要求相同,在四支撑点对应位置——转换平台位置进行四处支撑(四支撑平台即代表设备的工作平台)、垂直压紧,框架四周限位块限位固定;
S41、装夹、调节;
左(右)面阵框架拟合面精度、框架对接面与基准拟合面的垂直度是保证组合面阵平面度的基本条件,其中的垂直度是关键;拟合面A与龙门铣床的工作平台平行是保证左(右)阵面框架位置精度的基础,装夹基准和尺寸控制基准(转换差)是以拟合面A为基准加工尺寸精度的保障;
分析表1的“组装后的测量”数据,为了方便操作,设置与拟合面A最小距离hmin的转换平台(这里是h1=0.16的对应平台)为该状态下的“装夹基准”,其余转换平台实际基准值与该状态下的装夹基准的差值分别为0、0.09、0.04、0.15,在机床工作平台与转换平台放置对应厚度的垫片则理论上保证拟合面A与机床工作平台平行(即工作平台与装夹基准共面);将此时的hmin=0.16定义为加工过程中尺寸控制基准——转换差,即拟合面A与转换平台的最小实际基准值;
由于该框架组装后工作面是中部高四周低且转换平台设置在框架四周导致拟合面A在转换平台的下方(见图6),以拟合面A为基准加工的尺寸实际控制值为加工目标值(H)减去转换差即(H-hmin),实际操作时仍然是测量待加工面到工作平台的距离;
S42、框架底面和对接面的加工量均为3mm,框架工作面的平面度主要是由于底面焊接应力导致,随着加工量的变化拟合面A的精度随着变化,拟合面A与转换平台的实际基准h会产生变化,垫片9厚度需要根据实际变化量进行调整,底面和对接面需要分步加工以确保精度;加工流程如下:初加工底面1.5mm→初加工对接面1.5mm→检测、确定半精加工的h和hmin值→半精加工底面1mm→检测、确定精加工的h和hmin值→精加工底面、对接面→组装底面上的支座并加工→组装对接面定位支座并加工;初加工、半精加工和精加工的检测数据及垫片厚度尺寸见表1(转换差分别是0.24、0.12、0.17,精加工后的转换差是0.11),左面阵框架的拟合面A最终精度为0.74mm,右面阵框架的拟合面A最终精度为0.78mm;其余各项尺寸精度满足设计要求;
S5、大面阵组装,调整左面阵框架拟合面A的水平度(即保证对接面的垂直度);以拟合面A为基准,调整右面阵框架拟合面与基准拟合面A共面、对接面紧密贴合且外形与左框架对正;安装连接螺栓、配做对接销;最后进行再装精度验证;
S51、左面阵框架拟合面A水平度调整,将左面阵框架拟合面A朝上,按图4在4支撑点支撑,采用精密水准仪调整转换平台水平度至0.05-0.1mm;激光跟踪仪采集工作面及转换平台得拟合面A和对应h值,根据h1、h2、h3、h4的差值再次采用水准仪调节对应h,使拟合面A的水平度为0.05-0.1mm;临时固定左面阵框架;
S52、面阵组合及再装验证,调整右面阵框架与左面阵框架外形对正(确保翻转轴同轴度,见图3),精调对接面至紧密贴合,以拟合面A为基准检测、调整右面阵高度满足大面阵拟合面精度不大于0.9mm(右面阵工作面上绝大部分采集点的高度差包含在左面阵内)时固定右面阵,安装对接螺栓;检测、调整后安装对接定位销,配做对接支座与框架的定位销;检测得面阵拟合面精度1.03mm(图10);将组合面阵起吊一定高度后再放回(不再精调水平度),拆分面阵,以定位销为基准组装面阵,检测面阵得拟合面精度1.08mm,再装精度满足1.2mm的设计要求;
组合面阵的阵地拼装则用专用工装初调平面度,以对接定位销为对接基准,先安装定位销再安装对接螺栓。
采用上述的方法加工、组装成的大型面阵进行精度测量实验验证。
验证一:将右面阵框架与左面阵框架外形对正,精调对接面至紧密贴合,以拟合面A为基准检测、调整右面阵高度满足大面阵拟合面精度不大于0.9mm(右面阵工作面上绝大部分采集点的高度差包含在左面阵内)时固定右面阵,安装对接螺栓;检测、调整后安装定位支座7并配做定位销;最后才进行面阵拟合面精度检测。
验证一中,面阵拟合面精度检测结果如图10所示:可以看出,检测得面阵拟合面精度为1.03mm。
验证二:将组合面阵起吊一定高度后再放回(不再精调水平度),拆分面阵,以定位销为基准组装面阵,然后再进行面阵板3的拟合面精度检测。检测面阵得拟合面精度1.08mm。
从上述两个验证结果来看,无论是1.03mm,还是1.08mm,均满足再装精度1.2mm的高标准设计要求。
本方案,解决了大型相控阵降面阵振子单元及元器件安装基体的等厚度问题、确保约20平方米的阵面框架的平面精度0.8mm、确保约40平方米组合阵面的平面精度不大于1.2mm;为高精度大型面阵的加工、组装提供了一种新技术。
上述实施例仅表达了较为优选的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于虚拟面基准的大型阵面加工方法;大型面阵包括两个互相连接的面阵框架,即分别为左面阵框架(1)、右面阵框架(2),面阵框架包括阵面板(3)、前后侧板(4)、左右侧板(5),阵面板(3)的上表面为工作面而下表面为安装面,前后侧板(4)、左右侧板(5)按各自位置安装在阵面板(3)的安装面上形成框架,框架内安装有阵子单元和各元器部件,前后侧板(4)的外侧面安装有吊装支座(6)、定位支座(7),面阵框架的底面装有支撑支座(8),左面阵框架(1)、右面阵框架(2)前后侧板贴合的面为对接面;其特征在于:其加工步骤为:
S1、组装面阵框架
对阵面板(3)进行精密加工,保证各处厚度一致;
采用激光跟踪仪对阵面板(3)上表面若干点进行采集,拟合得到初始拟合面;以初始拟合面为基准面,在安装面上组装前后侧板(4)、左右侧板(5)、相应零部件、相应支座,形成面阵框架;
S2、确定转换平台拟合面、拟合面A
在面阵框架中,其底面通过多个支撑支座(8)进行支撑,此时阵面板为顶板;
在阵面板的上表面选取多个200mmX200mm的转换平台,转换平台是阵面板上的一部分区域;转换平台,是支撑支座(8)投影在阵面板上表面后,得到的200mmX200mm区域;
利用精密水准仪将支撑支座(8)对应的转换平台的平面度进行调整,确保转换平台的平整度;
针对左面阵框架:用激光跟踪仪对其转换平台内的若干点进行采集,拟合得到相应转换平台拟合面;用激光跟踪仪再对其整个阵面板的工作面若干点进行采集,得到拟合面A;由于阵面板与零部件组装后,阵面板(3)的工作面会发生变形,因此变形后拟合得到的面为拟合面A;
S3、将虚拟基准转换为实际基准
确定面阵框架的实际平面:将这些转换平台拟合面分别进行近似处理,得到各自的近似面,该近似面作为后续加工的参考基准面,参考基准面当做实际平面;
通过激光跟踪仪,测算出拟合面A与各个转换平台的近似距离,得到不同转换平台分别对应的实际基准值h;
S4、装夹,进行加工
S41、装夹、调节
将面阵框架翻转,让其拟合面A朝下、底面朝上地放在装夹工装的支撑面上;支撑面和拟合面A之间通过设置垫片(9),让拟合面A与机床的工作平台平行;垫片(9)的厚度为实际基准值h与转换差hmin之差即h-hmin
在实际基准值h中选取数值最小的,记作hmin,称作转换差;选hmin对应转换平台的近似面作为加工时的参考基准面,则机床加工时的实际控制值通过计算得到,计算公式为:
实际控制值=H-hmin
其中,H-加工目标值,表示机床按普通方法的加工值,即拟合面A与机床的工作平台同水平面方式加工,拟合面A到目标加工面的高度;该高度既表示拟合面A到底面目标加工平面的高度,也能够表示拟合面A与定位支座(7)轴孔之间的高度,还表示拟合面A与支撑支座(8)轴孔之间的高度;
实际控制值-表示用垫片(9)将转换平台支撑垫起后,机床的加工值;
S42、加工
以拟合面A为基准,分步加工对拟合面精度有影响的底面、对接面,从而逐次获得新的拟合面,最终获得稳定拟合面基准,具体如下:
加工时,初加工底面→初加工对接面→检测、确定半精加工的h和hmin值→半精加工底面→检测、确定精加工的h和hmin值→精加工底面、对接面→组装底面上的支撑支座并加工→组装定位支座并加工;
S5、加工完成后,进行大型面阵组装,即将右面阵框架(2)对接在左面阵框架(1)上。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S2中,转换平台的平整度调节时:
在调整支撑支座(8)到拟合面投影面即转换平台放置高度尺,在支撑支座(8)的位置放置调整千斤顶,通过水准仪观察高度尺的值同时调整千斤顶确保四处转换平台高度差0.05-0.1mm。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S3中,转换平台拟合面分别进行近似处理时:将转换平台的拟合面近似处理为平行于拟合面的实际平面。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S42中,分为粗加工、半精加工、精加工三次加工,每次加工前都需要确定相应的h和hmin值;
步骤S2、S3、S41是粗加工前对h和hmin值的确定;在半精加工、精加工前,还需要按此方法再确定相应的h和hmin值。
5.根据权利要求4所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S5中,组装时:调整左面阵框架的拟合面A的水平度,即保证对接面的垂直度;以拟合面A为基准,调整右面阵框架拟合面与左面阵框架的拟合面A共面、让其对接面与左面阵框架(1)的对接面紧密贴合且对正;安装连接螺栓、配做对接销;最后进行再装精度验证。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S5中,组装时:
将左面阵框架拟合面A朝上,利用支撑支座(8)将其支撑,采用紧密水准仪调整转换平台水平度至0.05-0.1mm;激光跟踪仪采集工作面及转换平台得拟合面A和对应h值,根据h值再次采用水平仪调整转换平台与拟合面A的高度差为对应h值,使拟合面A的水平度为0.05-0.1mm;临时固定左面阵框架;
调节右面阵框架(2)与左面阵框架(1)外形对正,且保证翻转轴的同轴度,精调让两个面阵框架的对接面紧密贴合,以拟合面A为基准来检测、调整右面阵高度,当右面阵框架(2)对应拟合面不大于0.9mm时固定右面阵,安装对接螺栓;检测、调整后安装对应定位销,配做对应对接支座与框架的定位销;检测整个组合面阵的拟合面精度;
将组合面阵吊起一定高度后再放回,拆分面阵,以定位销为基准再次组装面阵;再检测第二次组合后整个面阵的拟合面精度,精度满足要求则合格。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的步骤S4中,面阵框架的底面、对接面的加工量均为3mm;
面阵框架的加工流程为:初加工底面1.5mm→初加工对接面1.5mm→检测、确定半精加工的h和hmin值→半精加工底面1mm→检测、确定精加工的h和hmin值→精加工底面、对接面→组装底面上的支撑支座并加工→组装侧面的定位支座并加工。
8.根据权利要求1~7任一项所述的基于虚拟面基准的大型阵面加工方法,其特征在于:所述的支撑支座(8)为四个,分别为支撑支座A、支撑支座B、支撑支座C、支撑支座D;对应的转换平台分别为转换平台1、转换平台2、转换平台3、转换平台4;对应的实际基准值分别为h1、h2、h3、h4
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