CN115070655B - 一种复合陶瓷天线罩装配加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合陶瓷天线罩装配加工方法，天线罩包括罩体和连接环，罩体外型面加工采用外型面车加工夹具进行装配车加工；罩体内型面加工采用内型面车加工夹具进行装配车加工；罩体与连接环装配采用粘接夹具装配进行粘接。本发明利用罩体加工和天线罩粘接夹具的结构形式实现了罩体的高效加工和天线罩的高效装配，解决了复合陶瓷天线罩加工、装配难题，提高了生产效率、保证了天线罩加工和装配精度；另外，按此方法及其工艺装备加工和装配的天线罩精度高，完全满足产品设计精度要求。
Description
技术领域
肖孟
本发明涉及天线罩加工技术领域，具体涉及一种复合陶瓷天线罩装配加工方法。
背景技术
在航天生产中，涉及一种透波型天线罩，该天线罩外形为球形。透波型天线罩作为导弹雷达整流罩关键零部件具有壁厚薄、难加工的特点。天线罩由罩体和连接环组成，连接环为金属件，罩体为复合陶瓷材料，连接环装配在罩体出口端组成天线罩，通常连接环与罩体的装配面通过粘接剂粘接来装配，连接环与罩体装配成天线罩后，天线罩通过连接环上的螺纹与弹体舱段对接装配，天线罩的加工及装配精度影响着航空器飞行性能及雷达工作性能。
因此，保证天线罩的加工精度和装配精度至关重要，尤其是保证天线罩罩体的加工精度以及罩体与连接环装配精度。而罩体与连接环的装配精度主要体现在二者装配的同轴度及装配面的配合精度上，同轴度一般要求不大于0.05mm，装配面配合间隙一般要求0.2-0.3mm(在罩体与连接环粘接装配面之间需填充胶液和石英纤维布)。该天线罩的罩体与连接环的装配面为圆柱结构，连接环为圆柱结构，二者均为回转体，这种结构的罩体与连接环装配时同轴度较难保证。传统罩体与连接环粘接装配一般采用专用粘接工装，但粘接装配效率低下。另外，罩体为薄壁结构非金属材料，壁厚仅为3mm，加工易产生变形导致尺寸超差。传统加工方法一般在车床上采用包容软爪装夹罩体进行车加工，或采用胶液将罩体与车加工夹具粘接的方法来进行车加工。但包容软爪由于装夹面积小，夹紧力不易控制，易导致装夹变形使尺寸超差，而采用胶液粘接的方法需要花费大量时间在粘接和脱粘工序上，因此，传统罩体加工方法，加工效率低下，产品合格率低。另外，罩体坯料为仿形坯料，余量一般约为单边3mm，且坯料表面凹凸不平，坯料尺寸大小不一，罩体加工时找正较困难。在天线罩生产数量较大时，既要保证产品加工精度，又要保证产品生产效率，这给天线罩高效加工和装配提出较大难题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述难题，提供一种复合陶瓷天线罩装配加工方法，不仅保证了天线罩加工和装配精度，也提高了天线罩的生产效率。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种复合陶瓷天线罩装配加工方法，天线罩包括罩体和连接环，具体加工过程如下：
1)罩体外型面加工：罩体外型面加工采用外型面车加工夹具进行装配车加工；
2)罩体内型面加工：罩体内型面加工采用内型面车加工夹具进行装配车加工；
3)天线罩装配：罩体与连接环装配采用粘接夹具装配进行粘接。
进一步地，所述外型面车加工夹具包括芯轴、若干个支撑块、固定板及若干个螺栓，且支撑块的个数与螺栓的个数相同，芯轴的大端球面与罩体坯料内球面一致；所有支撑块沿圆周方向均匀固定在芯轴锥段的外圆锥面上，固定板通过内螺纹与芯轴直筒段外缘面外螺纹连接，所有螺栓沿圆周方向均匀布置且轴向穿过固定板的轴向内螺纹后一一对应抵在支撑块端面上；每个支撑块的装配面上设置有T型凸台，对应地，芯轴外圆锥面上设置有轴向导向槽，T型凸台卡在轴向导向槽内。
进一步地，所述步骤1)中，装配时，先将芯轴在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料安装在芯轴上，罩体坯料的内球面与芯轴大端球面顶紧贴合，转动螺栓使支撑块向芯轴锥段大端滑动时支撑块外圆扩大撑紧轴套坯料的内型面，实现对罩体坯料的夹紧；然后用百分表找正罩体坯料外型面，找正时借助螺栓对支撑块的轴向位置进行调整，最后对罩体坯料外型面及端面进行车加工。
进一步地，所述内型面车加工夹具包括盖板、本体、顶块、楔形块及螺杆，本体开口端的外螺纹与盖板的L型腔内螺纹连接；顶块内置在本体的圆柱形腔内，顶块的外缘面与本体的圆柱形腔的配合面为间隙配合；楔形块内置在由本体和顶块围合形成的楔形腔内，且楔形块的斜面与顶块的斜面相贴合实现楔形块对顶块的轴向压紧；螺杆径向穿过本体的内螺纹后直至螺杆的下端卡在楔形块的凹槽内，螺杆的上下传动实现楔形块的上下移动。
进一步地，所述步骤2)中，装配时，先将本体在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料安装在本体内，罩体坯料靠本体的内孔锥面轴向定位；然后将盖板拧紧在本体开口端的外螺纹上，通过盖板将罩体坯料端面压紧，同时，顶块将罩体坯料外球面顶紧，并实现罩体坯料自动找正；最后对罩体坯料内型面进行车加工获得罩体。
进一步地，所述本体开口端的内孔型面为锥面。
进一步地，所述顶块与罩体坯料的接触部位衬有一层硅橡胶弹性层。
进一步地，所述粘接夹具包括底座、L型支架、顶杆及压块；底座上设有与连接环外螺纹连接的内螺纹；L型支架通过螺钉与底座连接，顶杆通过外螺纹与L型支架横杆上的内螺纹孔连接，顶杆底端穿过L型支架横杆上的内螺纹孔后与压块顶部的凹槽连接。
进一步地，所述步骤3)中，装配时，先在回转工作台上用百分表找正底座并固定底座，将连接环2通过螺纹安装在底座上，在连接环与罩体粘接面涂抹胶液后，将罩体与连接环装配，并调整罩体与连接环的相对位置，用百分表找正罩体外型面圆跳动；然后转动顶杆用压块将罩体压紧固定完成罩体与连接环的粘接装配。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明利用外型面车加工夹具及内型面车加工夹具的结构形式实现了复合陶瓷罩体的高效快速加工，解决了复合陶瓷罩体加工效率低下、产品合格率低的问题；另外，粘接夹具的快速安装拆卸结构能实现罩体与连接环的快速装配，并且能保证较高的同轴度精度；按此方法及其装备完成的天线罩加工和装配精度高、生产效率高，完全满足产品设计精度要求。
附图说明
图1为本发明实施例中罩体外型面加工装配示意图；
图2为图1的A-A旋转剖面示意图；
图3为本发明实施例中支撑块示意图；
图4为本发明实施例中罩体内型面加工装配示意图；
图5为本发明实施例中天线罩装配示意图。
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。
本发明复合陶瓷天线罩装配加工方法，天线罩包括罩体和连接环，罩体采用先加工外型面、再加工内型面的方法，具体加工过程如下：
1)罩体外型面加工：罩体外型面加工采用图1的外型面车加工夹具，外型面车加工夹具包括芯轴2、若干个支撑块5、固定板4及若干个螺栓3，且支撑块5的个数与螺栓3的个数相同(如四个)，芯轴2的大端球面与罩体坯料内球面一致；所有支撑块5沿圆周方向均匀固定在芯轴2锥段的外圆锥面上，固定板4通过内螺纹与芯轴2直筒段外缘面外螺纹连接，所有螺栓3沿圆周方向均匀布置且轴向穿过固定板4的轴向内螺纹后一一对应抵在支撑块5端面上；如图3所示，每个支撑块5的装配面上设置有T型凸台17，对应地，芯轴2外圆锥面上设置有轴向导向槽18，如图2所示，T型凸台卡在轴向导向槽内，螺栓3转动时推动支撑块5在芯轴2的轴向导向槽内进行轴向滑动。
装配时，先将芯轴2在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料1安装在芯轴2上，罩体坯料1的内球面与芯轴2大端球面顶紧贴合，转动螺栓3使支撑块5向芯轴2锥段大端滑动时支撑块5外圆扩大撑紧轴套坯料1的内型面，实现对罩体坯料1的夹紧；然后用百分表找正罩体坯料1外型面两处截面B、C，要求百分表跳动不大于0.1，找正时借助螺栓3对支撑块5的轴向位置进行调整，实现罩体坯料1快速找正，最后按数控程序对罩体坯料外型面及端面进行车加工。
2)罩体内型面加工：罩体内型面加工采用图4的内型面车加工夹具，内型面车加工夹具包括盖板6、本体7、顶块10、楔形块9及螺杆8，本体7开口端的内孔型面为锥面，能与不同尺寸偏差的罩体外球面相切，实现对罩体的轴向定位，且本体7开口端的外螺纹与盖板6的L型腔内螺纹连接。顶块10内置在本体7的圆柱形腔内，顶块10的外缘面与本体7的圆柱形腔的配合面为间隙配合，且配合间隙不大于0.05mm；楔形块9内置在由本体7和顶块10围合形成的楔形腔内，且楔形块9的斜面与顶块10的斜面相贴合实现楔形块9对顶块10的轴向压紧；螺杆8径向穿过本体7的内螺纹后直至螺杆8的下端卡在楔形块9的凹槽内，螺杆8的上下传动实现楔形块9的上下移动；
装配时，先将本体7在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料安装在本体7内，罩体坯料靠本体7的内孔锥面轴向定位；然后将盖板6拧紧在本体7开口端的外螺纹上，通过盖板6将罩体坯料1端面压紧，同时，顶块10将罩体坯料1外球面顶紧，实现罩体坯料1快速装夹，并实现罩体坯料1自动找正；最后按数控程序对罩体坯料内型面进行车加工获得罩体。
盖板6对罩体坯料1端面压紧和顶块10对罩体坯料1外球面顶紧共同作用实现对罩体坯料1的环向定位，即实现了罩体坯料1的自动找正。本实施例中，顶块10与罩体坯料1的接触部位衬有一层硅橡胶弹性层11，防止罩体坯料1被压裂或挤伤。
3)天线罩装配：罩体与连接环装配采用图5的粘接夹具装配，粘接夹具包括底座13、L型支架14、顶杆15及压块16。底座13上设有与连接环12外螺纹连接的内螺纹，实现连接环12在底座13上的固定与定位；L型支架14通过螺钉与底座13连接，顶杆15通过外螺纹与L型支架14横杆上的内螺纹孔连接，顶杆15底端穿过L型支架14横杆上的内螺纹孔后与压块16顶部的凹槽连接。
装配时，先在回转工作台上用百分表找正底座13并固定底座13，将连接环12通过螺纹安装在底座13上，在连接环12与罩体粘接面涂抹胶液后，将罩体与连接环12装配，并调整罩体与连接环12的相对位置，用百分表找正罩体外型面圆跳动，要求跳动不大于0.1mm，实现罩体1与连接环12装配同轴度高精度保证；然后转动顶杆15用压块16将罩体压紧固定完成罩体与连接环12的粘接装配。
粘接夹具中的L型支架14、顶杆15和压块16为快装、易拆卸结构，方便天线罩粘接时对罩体快速加压和泄压。本实施例中，压块16为柔性塑料材料制品，防止加压时压裂或挤伤罩体。
Claims (6)
1.一种复合陶瓷天线罩装配加工方法，天线罩包括罩体和连接环，其特征在于：具体加工过程如下：
1)罩体外型面加工：罩体外型面加工采用外型面车加工夹具进行装配车加工；
所述外型面车加工夹具包括芯轴(2)、若干个支撑块(5)、固定板(4)及若干个螺栓(3)，且支撑块(5)的个数与螺栓(3)的个数相同，芯轴(2)的大端球面与罩体坯料内球面一致；所有支撑块(5)沿圆周方向均匀固定在芯轴(2)锥段的外圆锥面上，固定板(4)通过内螺纹与芯轴(2)直筒段外缘面外螺纹连接，所有螺栓(3)沿圆周方向均匀布置且轴向穿过固定板(4)的轴向内螺纹后一一对应抵在支撑块(5)端面上；每个支撑块(5)的装配面上设置有T型凸台(17)，对应地，芯轴(2)外圆锥面上设置有轴向导向槽(18)，T型凸台(17)卡在轴向导向槽(18)内；
2)罩体内型面加工：罩体内型面加工采用内型面车加工夹具进行装配车加工；
所述内型面车加工夹具包括盖板(6)、本体(7)、顶块(10)、楔形块(9)及螺杆(8)，本体(7)开口端的外螺纹与盖板(6)的L型腔内螺纹连接；顶块(10)内置在本体(7)的圆柱形腔内，顶块(10)的外缘面与本体(7)的圆柱形腔的配合面为间隙配合；楔形块(9)内置在由本体(7)和顶块(10)围合形成的楔形腔内，且楔形块(9)的斜面与顶块(10)的斜面相贴合实现楔形块(9)对顶块(10)的轴向压紧；螺杆(8)径向穿过本体(7)的内螺纹后直至螺杆(8)的下端卡在楔形块(9)的凹槽内，螺杆(8的上下传动实现楔形块(9)的上下移动；
3)天线罩装配：罩体与连接环装配采用粘接夹具装配进行粘接；
所述粘接夹具包括底座(13)、L型支架(14)、顶杆(15)及压块(16)；底座(13)上设有与连接环(12)外螺纹连接的内螺纹；L型支架(14)通过螺钉与底座(13)连接，顶杆(15)通过外螺纹与L型支架(14)横杆上的内螺纹孔连接，顶杆(15)底端穿过L型支架(14)横杆上的内螺纹孔后与压块(16)顶部的凹槽连接。
2.根据权利要求1所述复合陶瓷天线罩装配加工方法，其特征在于：所述步骤1)中，装配时，先将芯轴(2)在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料(1)安装在芯轴(2)上，罩体坯料(1)的内球面与芯轴(2)大端球面顶紧贴合，转动螺栓(3)使支撑块(5)向芯轴(2)锥段大端滑动时支撑块(5)外圆扩大撑紧轴套坯料(1)的内型面，实现对罩体坯料(1)的夹紧；然后用百分表找正罩体坯料(1)外型面，找正时借助螺栓(3)对支撑块(5)的轴向位置进行调整，最后对罩体坯料外型面及端面进行车加工。
3.根据权利要求1所述复合陶瓷天线罩装配加工方法，其特征在于：所述步骤2)中，装配时，先将本体(7)在车床上装夹并找正，然后将罩体坯料安装在本体(7)内，罩体坯料靠本体(7)的内孔锥面轴向定位；然后将盖板(6)拧紧在本体(7)开口端的外螺纹上，通过盖板(6)将罩体坯料(1)端面压紧，同时，顶块(10)将罩体坯料(1)外球面顶紧，并实现罩体坯料(1)自动找正；最后对罩体坯料内型面进行车加工获得罩体。
4.根据权利要求1所述复合陶瓷天线罩装配加工方法，其特征在于：所述本体(7)开口端的内孔型面为锥面。
5.根据权利要求3所述复合陶瓷天线罩装配加工方法，其特征在于：所述顶块(10)与罩体坯料(1)的接触部位衬有一层硅橡胶弹性层(11)。
6.根据权利要求1所述复合陶瓷天线罩装配加工方法，其特征在于：所述步骤3)中，装配时，先在回转工作台上用百分表找正底座(13)并固定底座(13)，将连接环(12)通过螺纹安装在底座(13)上，在连接环(12)与罩体粘接面涂抹胶液后，将罩体与连接环(12)装配，并调整罩体与连接环(12)的相对位置，用百分表找正罩体外型面圆跳动；然后转动顶杆(15)用压块(16)将罩体压紧固定完成罩体与连接环(12)的粘接装配。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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