CN114406625A - 一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备 - Google Patents

一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备包括分段数控加工共形反射板,利用保形工装对共形反射板进行整体铆接;根据预拉伸材料规格数据设计共形反射板的分段反射板,利用五轴数控加工、粗精加工、自然时效工艺分段加工共形反射板,以得到分段反射板;利用与共形反射板共形的共形装配工装,铆接分段反射板的分段处,以装配共形反射板;利用预设温度条件及时效条件低温去应力,以消除共形反射板的装配应力;并利用三坐标检测和摄影测量法监测共形反射板的面轮廓度和尺寸精度。解决了大曲率特征共形反射板加工及反射板轮廓度和连接器等安装位置处的尺寸精度控制难度大的技术问题。

Description

一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备
技术领域
本发明涉及一种无人机身共形曲金属面板数控加工、铆接的工艺,具体涉及一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备。
背景技术
无人机作为一种在逐步推广的飞行器,拥有减少人员投入、不受驾驶员生理条件限制和载机自身重量小等独特优点。续航能力作为无人机核心性能指标,主要决定于机身气动外形、飞机动力和载荷重量。随着电子设备载荷减重要求越来越严苛,机身共形结构逐渐发展为一种具有实践意义的方法。随无人机载雷达的发展,雷达各系统减重主要有结构设计优化、轻型复合材料替代和共形设计等技术方向。反射板作为雷达设备的关键部件,不仅有高轮廓度、严格位置精度要求,还承载微带板、线缆等电子设备连接,是机载雷达设备减重的主攻方向。由于反射板电讯性能决定,反射板减重只能依靠结构设计优化和共形设计两种方向。
申请号为CN202010540647.9的发明专利《一种飞机扰流板安装方法》通过扰流板悬挂主接头、辅助接头交点孔为基准,实现了主接头和辅助接头之间的安装协调,并对梁平面的位置进行了控制,采用接头交点保形工装,保证了接头交点同轴度及槽口间隙,控制了扰流板安装交点的变形,并通过增加扰流板模拟件,确定了扰流板前缘与对接结构之间的间隙协调基准。前述的现有专利的技术方案应用于飞机扰流板安装,本申请的技术方案应用于加工超常规尺寸共形曲面反射板,相对于该现有专利,本申请的实际应用场景以及具体技术方案存在显著区别。无人机的共形反射板在承载电子设备的同时作为承力件和无人机骨架相连,对其材料特性有着严格要求,一般需要采用预拉伸7系航空铝进行加工制造,但预拉伸7系航空铝一般厚度规格有限;为了扩展雷达性能,增大反射板面积,通常采用长条形反射板;同时,无人机身大曲率特征也是共形反射板加工制造的难点。因此受限于以上几点,很难同时保证反射板强度、精度及大曲率轮廓度。现有技术存在使用有限厚度规格的预拉伸7系航空铝加工制造长度长、曲率大的共形反射板难度较大,反射板面轮廓度和连接器等安装位置处的尺寸精度难以保证的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决加工制造长度长、曲率大的共形反射板难度较大,反射板面轮廓度和连接器等安装位置处的尺寸精度难以保证的技术问题。
本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺包括:
S1、分段数控加工共形反射板,利用保形工装对所述共形反射板进行整体铆接;
S2、根据预拉伸材料规格数据设计所述共形反射板的分段反射板,利用五轴数控加工、粗精加工、自然时效工艺分段加工所述共形反射板,以得到所述分段反射板;
S3、利用与所述共形反射板共形的共形装配工装,铆接所述分段反射板的分段处,以装配所述共形反射板,所述步骤S3还包括:
S31、采用咬合式接口和接口处定位销设计所述分段反射板板的分段处,以控制相邻的所述分段反射板之间安装孔位置的精度在预设精度区间内;
S32、采用导电胶补充所述分段反射板之间的间隙;
S33、在所述分段反射板的连接处通过螺栓(4)和自锁螺母(5)固定设置辅助连接筋板(8);
S34、采用固定在工装底板(31)上的工装等间距立筋(32),按照所述共型反射板的外曲面外形和定位孔的数模尺寸加工所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板的贴合面及定位孔位置,以使所述共形装配工装适于贴合装配所述共形反射板;
S35、通过所述分段反射板的连接处的定位孔、反射面定位销(34)和共形工装压紧杆(35)控制所述共形反射板的面轮廓度在预设轮廓度区间内;
S4、利用预设温度条件及时效条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力;
S5、并利用三坐标检测和摄影测量法监测所述共形反射板的轮廓度和尺寸精度。
本发明对共形反射板进行分段数控加工后,采用保形工装进行整体铆接连接的方法进行实现;为了保证连接处强度,在连接处辅助连接筋板,通过螺栓和自锁螺母固定,共形装配工装,采用固定在装配基板上的等间距固定立筋,按照共型反射板外曲面外形和定位基准孔加工后,装配过程中结合连接处定位孔设计、装配定位销和可调节压紧,能够保证反射板整体面轮廓度≤0.25mm。此外,本发明的通用性也较好:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配的方法,相较于传统雷达载荷形式,有效地降低雷达载荷的反射板重量。成本低:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配,降低了反射板载荷重量,并以此为前提节省了共形反射板的材料成本,减少复杂的加工工艺成本。
在更具体的技术方案中,所述步骤S1包括:
获取并根据装配工况及预拉伸7系航空铝规格分段设计所述共形反射板,其中所述共形反射板包括高强度材料制造的超规格大曲率的所述曲面反射板。
本发明结合预拉伸7系航空铝规格对共形反射板进行设计分段,使其适用于制造超规格大曲率的曲面反射板。本发明可应用于多种超规格曲面反射板的加工方法。
在更具体的技术方案中,步骤S2,包括:
S21、采用四周余量作为加工所述共形反射板过程中的装夹胎膜;
S22、在所述共形反射板的的两面预留预设加工余量,利用五轴数控粗加工所述共形反射板以去除原材料余量,其中,所述预设加工余量包括:1mm;
S23、对所述共形反射板进行自然时效工艺处理,其中,所述自然时效为15天;
S24、以五轴数控对所述共形反射板进行精加工。
本发明的分段反射板采用以原材料四周加工余量为装夹胎模的五轴数控加工,采用四周余量作为加工过程中装夹,在粗加工过程中内外面预留1mm加工余量,自然时效15天后,进行精加工,采用S15000转/min以上转速的五轴数控加工减小精加工切削应力,结合了用于去除主要原材料余量的粗加工及用于保证反射板精度的精加工,并根据7系铝材的特性采用自然时效来消除加工应力等工艺方法保证了分段反射板的尺寸精度。可以在保证除加强筋以外反射面1.5mm厚度的情况下,实现面轮廓度≤0.15mm、安装孔位±0.1mm位置精度。
在更具体的技术方案中,步骤S24中的五轴数控采用不小于S15000转/min转速的五轴数控加工减小精加工切削应力,据以加工出所述分段反射板。
在更具体的技术方案中,步骤S34包括:
S341、根据所述共形反射板与所述共形装配工装的各连接点处的共形反射板的外形,加工各所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板贴合面,以使所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板共形;
S342、保持所述共形反射板与所述工装等间距立筋(32)贴合,通过反射面定位销(34)定位所述共形反射板,以所述共形工装压紧杆(35)压紧贴合所述共形反射板;
S343、通过立筋固定斜撑(33)、定位孔和连接螺钉以工装等间距立筋(32)将所述共形反射板固定在所述工装底板(31)上。
本发明通过共形反射板分段设计、加工的应用,不仅解决了预拉伸7系航空铝材料规格的限制,而且降低了加工难度、更好的保证了分段反射板的加工精度。采用与反射板外反射曲面共形的装配工装,在保证反射面轮廓度的同时,准确的装配位置基准保证了分段反射板之间电子设备装配的相对位置精度。低温去应力能很好消除分段发射板在装配过程中的装夹应力,保证分段反射板装配后轮廓度。
在更具体的技术方案中,所述步骤S35包括:
S351、在所述工装底板上以立筋固定斜撑(33)固定等间距固定板,以每块所述间距固定板的中间部分为反射板共形面,两侧为压紧横梁(351)的安装点,其中,每根所述压紧横梁(351)上连接不少于2根所述共形工装压紧杆(35);
S352、通过压紧横梁(351)和工装等间距立筋(32)连接固定所述共形工装压紧杆(35),以将所述分段反射板装入所述共形装配工装并通过所述反射面定位销(34)定位所述分段反射板;
S353、通过所述工装压紧杆(35)的把手(353)调节压紧连杆(352),以通过压紧头(354)将所述分段发射板与所述工装等间距立筋(32)贴合。
在更具体的技术方案中,所述步骤S4采用130~150℃、4h条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力。
在更具体的技术方案中,采用584-29导电粘合剂填充所述分段反射板之间的连接缝隙,所述584-29导电粘合剂的固化时间为24小时,其降温速率为113℃/15min。
在更具体的技术方案中,所述步骤S5包括:
S51在所述共形反射板的表面面设置摄影靶标点,据以进行摄影采样获得摄影采样数据;
S52、以反射板模型比对处理所述摄影采样数据,据以获得装配后的所述共形反射板的曲面轮廓度数据。
本发明装配后在反射板面贴摄影靶标点,进行摄影采样,并与反射板模型进行对比,计算装配后曲面轮廓度,进一步保证共形反射板的曲面轮廓度在适用区间内。
在更具体的技术方案中,一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺设备包括:
共形反射板分段加工铆接装置,用以分段数控加工共形反射板,利用保形工装对所述共形反射板进行整体铆接;
分段反射板成形装置,用以根据预拉伸材料规格数据设计所述共形反射板的分段反射板,利用五轴数控加工、粗精加工、自然时效工艺分段加工所述共形反射板,以得到所述分段反射板;
共形装配工装,用以利用与所述共形反射板共形的所述共形装配工装,铆接所述分段反射板的分段处,以装配所述共形反射板,所述共形装配工装还包括:
反射面定位销(34),用以采用咬合式接口和接口处定位销设计所述分段反射板板的分段处,以控制相邻的所述分段反射板之间安装孔位置的精度在预设精度区间内;
导电胶补充工具,用以采用导电胶补充所述分段反射板之间的间隙,以保证整个反射板面精度和整体电连接性能;
螺栓(4)、自锁螺母(5)及辅助连接筋板(8),用以在所述分段反射板的连接处通过螺栓(4)和自锁螺母(5)固定设置辅助连接筋板(8);
工装底板(31)、工装等间距立筋(32),用以采用固定在工装底板(31)上的工装等间距立筋(32),按照所述共型反射板的外曲面外形和定位孔的数模尺寸加工所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板的贴合面及定位孔位置,以使所述共形装配工装适于贴合装配所述共形反射板;
共形工装压紧杆(35),用以通过所述分段反射板的连接处的定位孔、反射面定位销(34)和共形工装压紧杆(35)控制所述共形反射板的轮廓度在预设轮廓度区间内;
去应力装置,用以利用预设温度条件及时效条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力;
共形反射板精度检测装置,用以利用三坐标检测和摄影测量法监测所述共形反射板的轮廓度和尺寸精度。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明对共形反射板进行分段数控加工后,采用保形工装进行整体铆接连接的方法进行实现;为了保证连接处强度,在连接处辅助连接筋板,通过螺栓和自锁螺母固定,共形装配工装,采用固定在装配基板上的等间距固定立筋,按照共型反射板外曲面外形和定位基准孔加工后,装配过程中结合连接处定位孔设计、装配定位销和可调节压紧,能够保证反射板整体面轮廓度≤0.25mm。
本发明的通用性好:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配的方法,相较于传统雷达载荷形式,有效地降低雷达载荷的反射板重量。本发明的成本低:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配,降低了反射板载荷重量,并以此为前提节省了共形反射板的材料成本,减少复杂的加工工艺成本。
本发明结合预拉伸7系航空铝规格对共形反射板进行设计分段,使其适用于制造超规格大曲率的曲面反射板。本发明可应用于多种超规格曲面反射板加工方法。
本发明的分段反射板采用以原材料四周加工余量为装夹胎模的五轴数控加工,采用四周余量作为加工过程中装夹,在粗加工过程中内外面预留1mm加工余量,自然时效15天后,进行精加工,采用S15000转/min以上转速的五轴数控加工减小精加工切削应力,结合了用于去除主要原材料余量的粗加工及用于保证反射板精度的精加工,并根据7系铝材的特性采用自然时效来消除加工应力等工艺方法保证了分段反射板的尺寸精度。可以在保证除加强筋以外反射面1.5mm厚度的情况下,实现面轮廓度≤0.15mm、安装孔位±0.1mm位置精度。
本发明通过共形反射板分段设计、加工的应用,不仅解决了预拉伸7系航空铝材料规格的限制,而且降低了加工难度、更好的保证了分段反射板的加工精度。采用与反射板外反射曲面共形的装配工装,在保证反射面轮廓度的同时,准确的装配位置基准保证了分段反射板之间电子设备装配的相对位置精度。低温去应力能很好消除分段发射板在装配过程中的装夹应力,保证分段反射板装配后轮廓度。
此外,本发明装配后在反射板面贴摄影靶标点,进行摄影采样,并与反射板模型进行对比,计算装配后曲面轮廓度,进一步保证共形反射板的曲面轮廓度在适用区间内。
本发明在简化加工工艺流程的同时,节省了材料定制和加工制造耗时,提升了超常规尺寸共形曲面反射板加工制造效率,解决了现有技术中存在的加工制造长度长、曲率大的共形反射板难度较大,反射板轮廓度和连接器等安装位置处的尺寸精度难以保证等技术问题。
附图说明
图1为本发明中反射板分段加工模型示意图;
图2为本发明中装配整体结构示意图;
图3为共形装配工装结构示意图;
图4为压紧杆组合结构示意图;
图5为两段分段反射板之间连接结构示意图;
图6为分段连接处辅助连接筋板示意图;
图7为一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示,分段反射板加工采用7050高强铝板作为原材料,在零件两边预留围框余量以作为夹持工装及定位基准,经过低温热处理、五轴数控粗精加工以及时效释放应力后完成零件制作。
如图1至图6所示,前段反射板1、前段反射板连接安装孔11、前段反射板连接定位孔12、后段反射板2、后段反射板连接安装孔21、后段反射板连接定位孔22、共形装配工装3、工装底板31、工装等间距立筋32、立筋固定斜撑33、反射面定位销34、共形工装压紧杆35、压紧横梁351、压紧连杆352、压紧杆把手353、聚四氟乙烯压紧头354、压紧螺母355、连接螺栓4、连接自锁螺母5、连接定位销6、“584-29”导电粘合剂7、辅助连接筋板8、辅助连接螺栓9。
如图2所示,曲面反射板按照连接位置分为前段反射板1和后段反射板2,通过共形装配工装3定位连接。
如图2及图3所示,共形装配工装3是将5个工装等间距立筋32通过立筋固定斜撑33固定在工装底板31上。根据曲面反射板与共形装配工装3各连接点处反射板外形,加工各工装等间距立筋32与反射板贴合面。在反射板与立筋贴合的情况下,通过反射面定位销34定位、共形工装压紧杆35压紧贴合。
如图3所示,在工装底板31上,通过立筋固定斜撑33、定位和连接螺钉将工装等间距立筋32固定在平板上,利用反射板外形面和分段设置的定位孔数模尺寸,加工工装等间距立筋32与反射板的贴合面和定位孔位置。
如图4所示,共形工装压紧杆35是通过压紧横梁351和工装等间距立筋32连接固定。在装入前段反射板1和后段反射板2并通过反射面定位销34定位后,通过压紧杆把手353旋下压紧连杆352,通过球头聚四氟乙烯压紧头354将发射板与工装等间距立筋32贴合,再固定压紧螺母355防止反射板松动。
如图5所示,前段反射板1和后段反射板2在连接处,通过连接定位销6穿过前段反射板连接定位孔12和后段反射板连接安装孔21连接定位后,用连接螺栓4和连接自锁螺母5固定。
如图5所示,在前段反射板1和后段反射板2在连接后,在连接接缝两侧用3M纸胶带保护后,在接缝内填充“584-29”导电粘合剂7,保证交接处的密封和接地性能。
如图6所示,为了保证连接部分的强度,在前段反射板1和后段反射板2的加强筋处通过辅助连接筋板8铰制空后,用辅助连接螺栓9紧固。
实施例2
如图7所示,一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,可加工包括一种无人机载机身共形反射板等,该工艺包括:
S1、对共形反射板进行分段数控加工后,采用保形工装进行整体铆接连接的方法进行实现;
S2、结合预拉伸7系航空铝规格对共形反射板进行设计分段,分段反射板采用以原材料四周加工余量为装夹胎模的五轴数控加工,结合去除主要原材料余量的粗加工和保证反射板精度的精加工,并根据7系铝材的特性采用自然时效来消除加工应力等工艺方法保证分段反射板尺寸精度;
S3、分段加工完成后,利用与反射板共形的装配工装,完成分段处铆接;
S4、铆接完成后,采用包括但不限于:130~150℃、4h条件低温去应力,消除装配应力;
S5、装配、热处理前后,反射板轮廓度和尺寸精度通过三坐标检测和摄影测量法进行监测。
本发明通过共形反射板分段设计、加工的应用,不仅解决了预拉伸7系航空铝材料规格的限制,而且降低了加工难度、更好的保证了分段反射板的加工精度。采用与反射板外反射曲面共形的装配工装,在保证反射面轮廓度的同时,准确的装配位置基准保证了分段反射板之间电子设备装配的相对位置精度。低温去应力能很好消除分段发射板在装配过程中的装夹应力,保证分段反射板装配后轮廓度。
以7050预拉伸板材为例,常规供应最大厚度规格为200mm,将超出规格的反射板进行分段加工,采用四周余量作为加工过程中装夹,在粗加工过程中内外面预留1mm加工余量,自然时效15天后,进行精加工,采用S15000转/min以上转速的五轴数控加工减小精加工切削应力。可以在保证除加强筋以外反射面1.5mm厚度的情况下,实现面轮廓度≤0.15mm、安装孔位±0.1mm位置精度。
反射板板分段处,采用咬合式接口和接口处定位销设计,保证相邻反射板之间安装孔位置精度±0.1mm;对于分段反射板之间的间隙,为了保证电讯性能一致性和平面度,采用导电胶补充接口处间隙。
为了保证连接处强度,在连接处辅助连接筋板,通过螺栓和自锁螺母固定。
共形装配工装,采用固定在装配基板上的等间距固定立筋,按照共型反射板外曲面外形和定位基准孔加工后,装配过程中结合连接处定位孔设计、装配定位销和可调节压紧,能够保证反射板整体面轮廓度≤0.25mm。
共形装配基板上的等间距固定板采用斜筋固定,每块固定板中间为反射板共形面,两侧为压紧横梁安装点,每根压紧横梁上通过螺纹连接三根可调节压紧棒。
压紧棒采用细牙螺纹和压紧横梁连接,以便将反射板与共形工装更好压紧;压紧杆和压紧横梁固定通过两侧螺钉和平弹垫固定;顶部安装聚四氟乙烯球形压紧头,尾部安装T型加力杆。
装配后在反射板面贴摄影靶标点,进行摄影采样,并与反射板模型进行对比,计算装配后曲面轮廓度;自然时效结合130~150℃、4h条件低温去应力后,采用摄影测量法复测曲面轮廓度;低温去应力后,可实现面轮廓度≤0.20mm。
综上,本发明对共形反射板进行分段数控加工后,采用保形工装进行整体铆接连接的方法进行实现;为了保证连接处强度,在连接处辅助连接筋板,通过螺栓和自锁螺母固定,共形装配工装,采用固定在装配基板上的等间距固定立筋,按照共型反射板外曲面外形和定位基准孔加工后,装配过程中结合连接处定位孔设计、装配定位销和可调节压紧,能够保证反射板整体面轮廓度≤0.25mm。
本发明的通用性好:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配的方法,相较于传统雷达载荷形式,有效地降低雷达载荷的反射板重量。本发明的成本低:本发明通过采用曲面反射板分段加工后进行装配,降低了反射板载荷重量,并以此为前提节省了共形反射板的材料成本,减少复杂的加工工艺成本。
本发明结合预拉伸7系航空铝规格对共形反射板进行设计分段,使其适用于制造超规格大曲率的曲面反射板。本发明可应用于多种超规格曲面反射板加工方法。
本发明的分段反射板采用以原材料四周加工余量为装夹胎模的五轴数控加工,采用四周余量作为加工过程中装夹,在粗加工过程中内外面预留1mm加工余量,自然时效15天后,进行精加工,采用S15000转/min以上转速的五轴数控加工减小精加工切削应力,结合了用于去除主要原材料余量的粗加工及用于保证反射板精度的精加工,并根据7系铝材的特性采用自然时效来消除加工应力等工艺方法保证了分段反射板的尺寸精度。可以在保证除加强筋以外反射面1.5mm厚度的情况下,实现面轮廓度≤0.15mm、安装孔位±0.1mm位置精度。
本发明通过共形反射板分段设计、加工的应用,不仅解决了预拉伸7系航空铝材料规格的限制,而且降低了加工难度、更好的保证了分段反射板的加工精度。采用与反射板外反射曲面共形的装配工装,在保证反射面轮廓度的同时,准确的装配位置基准保证了分段反射板之间电子设备装配的相对位置精度。低温去应力能很好消除分段发射板在装配过程中的装夹应力,保证分段反射板装配后面轮廓度。
此外,本发明装配后在反射板面贴摄影靶标点,进行摄影采样,并与反射板模型进行对比,计算装配后曲面轮廓度,进一步保证共形反射板的曲面轮廓度在适用区间内。本发明在简化加工工艺流程的同时,节省了材料定制和加工制造耗时,提升了超常规尺寸共形曲面反射板加工制造效率,解决了现有技术中存在的加工制造长度长、曲率大的共形反射板难度较大,反射板面轮廓度和连接器等安装位置处的尺寸精度难以保证等技术问题。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,包括:
S1、分段数控加工共形反射板,利用保形工装对所述共形反射板进行整体铆接;
S2、根据预拉伸材料规格数据设计所述共形反射板的分段反射板,利用五轴数控加工、粗精加工、自然时效工艺分段加工所述共形反射板,以得到所述分段反射板;
S3、利用与所述共形反射板共形的共形装配工装,铆接所述分段反射板的分段处,以装配所述共形反射板,所述步骤S3还包括:
S31、采用咬合式接口和接口处定位销设计所述分段反射板板的分段处,以控制相邻的所述分段反射板之间安装孔位置的精度在预设精度区间内;
S32、采用导电胶补充所述分段反射板之间的间隙;
S33、在所述分段反射板的连接处通过螺栓(4)和自锁螺母(5)固定设置辅助连接筋板(8);
S34、采用固定在工装底板(31)上的工装等间距立筋(32),按照所述共型反射板的外曲面外形和定位孔的数模尺寸加工所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板的贴合面及定位孔位置,以使所述共形装配工装适于贴合装配所述共形反射板;
S35、通过所述分段反射板的连接处的定位孔、反射面定位销(34)和共形工装压紧杆(35)控制所述共形反射板的轮廓度在预设轮廓度区间内;
S4、利用预设温度条件及时效条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力;
S5、并利用三坐标检测和摄影测量法监测所述共形反射板的面轮廓度和尺寸精度。
2.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
获取并根据装配工况及预拉伸7系航空铝规格分段设计所述共形反射板,其中所述共形反射板包括高强度材料制造的超规格大曲率的所述曲面反射板。
3.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S2,包括:
S21、采用四周余量作为加工所述共形反射板过程中的装夹胎膜;
S22、在所述共形反射板的的两面预留预设加工余量,利用五轴数控粗加工所述共形反射板以去除原材料余量,其中,所述预设加工余量包括:1mm;
S23、对所述共形反射板进行自然时效工艺处理,其中,所述自然时效为15天;
S24、以五轴数控对所述共形反射板进行精加工。
4.根据权利要求3所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S24中的五轴数控采用不小于S15000转/min转速的五轴数控加工减小精加工切削应力,据以加工出所述分段反射板。
5.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S34包括:
S341、根据所述共形反射板与所述共形装配工装的各连接点处的共形反射板的外形,加工各所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板贴合面,以使所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板共形;
S342、保持所述共形反射板与所述工装等间距立筋(32)贴合,通过反射面定位销(34)定位所述共形反射板,以所述共形工装压紧杆(35)压紧贴合所述共形反射板;
S343、通过立筋固定斜撑(33)、定位孔和连接螺钉以工装等间距立筋(32)将所述共形反射板固定在所述工装底板(31)上。
6.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S35包括:
S351、在所述工装底板上以立筋固定斜撑(33)固定等间距固定板,以每块所述间距固定板的中间部分为反射板共形面,两侧为压紧横梁(351)的安装点,其中,每根所述压紧横梁(351)上连接不少于2根所述共形工装压紧杆(35);
S352、通过压紧横梁(351)和工装等间距立筋(32)连接固定所述共形工装压紧杆(35),以将所述分段反射板装入所述共形装配工装并通过所述反射面定位销(34)定位所述分段反射板;
S353、通过所述工装压紧杆(35)的把手(353)调节压紧连杆(352),以通过压紧头(354)将所述分段发射板与所述工装等间距立筋(32)贴合。
7.根据权利要求6所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S4采用130~150℃、4h条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力。
8.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,采用584-29导电粘合剂填充所述分段反射板之间的连接缝隙,所述584-29导电粘合剂的固化时间为24小时,其降温速率为113℃/15min。
9.根据权利要求1所述的一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺,其特征在于,所述步骤S5包括:
S51在所述共形反射板的表面面设置摄影靶标点,据以进行摄影采样获得摄影采样数据;
S52、以反射板模型比对处理所述摄影采样数据,据以获得装配后的所述共形反射板的曲面轮廓度数据。
10.一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺设备,其特征在于,包括:
共形反射板分段加工铆接装置,用以分段数控加工共形反射板,利用保形工装对所述共形反射板进行整体铆接;
分段反射板成形装置,用以根据预拉伸材料规格数据设计所述共形反射板的分段反射板,利用五轴数控加工、粗精加工、自然时效工艺分段加工所述共形反射板,以得到所述分段反射板;
共形装配工装,用以利用与所述共形反射板共形的所述共形装配工装,铆接所述分段反射板的分段处,以装配所述共形反射板,所述共形装配工装还包括:
反射面定位销(34),用以采用咬合式接口和接口处定位销设计所述分段反射板板的分段处,以控制相邻的所述分段反射板之间安装孔位置的精度在预设精度区间内;
导电胶补充工具,用以采用导电胶补充所述分段反射板之间的间隙;
螺栓(4)、自锁螺母(5)及辅助连接筋板(8),用以在所述分段反射板的连接处通过螺栓(4)和自锁螺母(5)固定设置辅助连接筋板(8);
工装底板(31)、工装等间距立筋(32),用以采用固定在工装底板(31)上的工装等间距立筋(32),按照所述共型反射板的外曲面外形和定位孔的数模尺寸加工所述工装等间距立筋(32)与所述共形反射板的贴合面及定位孔位置,以使所述共形装配工装适于贴合装配所述共形反射板;
共形工装压紧杆(35),用以通过所述分段反射板的连接处的定位孔、反射面定位销(34)和共形工装压紧杆(35)控制所述共形反射板的面轮廓度在预设轮廓度区间内;
去应力装置,用以利用预设温度条件及时效条件低温去应力,以消除所述共形反射板的装配应力;
共形反射板精度检测装置,用以利用三坐标检测和摄影测量法监测所述共形反射板的面轮廓度和尺寸精度。
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