一种异形陶瓷天线罩加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种异形陶瓷天线罩加工装置及方法，包括头锥撑环、内型面找正环、端面压板和若干外支撑机构，外支撑机构包括外支架和调节螺杆，内型面找正环包括插入端和固定端。本发明专利技术通过初步找正工装确定了天线罩加工基准，保证所有工序天线罩装夹空间位置无偏差、加工基准统一，有效控制加工精度。

A Machining Device and Method for Special-shaped Ceramic Radome

The invention provides a special-shaped ceramic radome processing device and method, which comprises a head cone support ring, an inner face aligning ring, an end press plate and several external support mechanisms. The external support mechanism includes an outer support and adjusting screw, and the inner face aligning ring includes an insertion end and a fixed end. The processing datum of the radome is determined by preliminary alignment tooling, which ensures that the space position of the radome clamping in all working procedures is unbiased, the processing datum is unified, and the processing accuracy is effectively controlled.

【技术实现步骤摘要】
一种异形陶瓷天线罩加工装置及方法
本专利技术涉及一种异形陶瓷天线罩加工装置及方法，属于天线罩加工

技术介绍
现代高速导弹普遍采用异形(非回转体)陶瓷基复合材料天线罩。由于自身成型工艺特点，天线罩成型毛坯表面极为粗糙，需要通过后续机械加工来满足尺寸精度及导电、透波性能指标要求。但由于该零件结构形状复杂、薄壁易变形，没有明确的加工基准，且内部编织纤维不能破坏等特点，导致其加工基准难于精确设置，壁厚均匀性难于保证。目前异形陶瓷基复合材料天线罩的机械加工难度非常大，由于其毛坯为表面粗糙的异形体，编织纤维深埋于内层，无法直接获取机械加工基准；内外型面需要采用不同工装重新装夹加工，会引起工件空间位置状态变化，使内外型面加工位置偏差，最终影响加工精度；另外，天线罩壁厚薄，材料刚性差，加工中极易产生装夹变形、颤振现象，壁厚精度、型面轮廓精度极难保证。国内部分单位已经具备回转体石英陶瓷天线罩加工技术，对其加工工艺及工艺装备已有资料进行报导，如专利CN200910046260.1，针对回转形对称天线罩提出其内外型面加工工艺、找正及定位装置，其工艺与装夹装置不适用于非回转体的异形陶瓷天线罩。对于异形陶瓷复合材料天线罩精密加工方法及定位装置报导很少，专利CN201710891617.0对于一种异形天线罩加工方法进行了介绍，对于异形薄壁陶瓷复合材料天线罩加工最重要的工装结构及加工精度控制这两方面介绍的不够较含糊，难以作为借鉴和参考。如何精确确定天线罩加工基准，控制加工精度是异形陶瓷天线罩加工亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种确定天线罩加工基准、有效控制加工精度的异形陶瓷天线罩初找正装置、加工装置及方法。本专利技术的技术解决方案：一种异形陶瓷天线罩初找正装置，包括头锥撑环、内型面找正环、端面压板和若干外支撑机构，所述的外支撑机构包括外支架和调节螺杆，所述的内型面找正环包括插入端和固定端；所述的头锥撑环和外支架的一端固定安装在机床一端台面上，内型面找正环固定端与外支架的另一端固定安装在机床的另一端台面上，异形陶瓷天线罩毛坯通过头锥撑环和内型面找正环夹持在机床台面中，内型面找正环插入端从异形陶瓷天线罩毛坯开口插入，与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，头锥撑环与异形陶瓷天线罩毛坯的头锥外型面吻合，异形陶瓷天线罩毛坯轴线与内型面找正环轴线重合；安装在外支架上的调节螺杆顶紧异形陶瓷天线罩毛坯的开口端，调整异形陶瓷天线罩毛坯在异形陶瓷天线罩初找正装置上的偏摆角度，异形陶瓷天线罩毛坯找正后，用端面压板将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面压紧，采用分区域数控磨削将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面加工平整，并在大端长度方向余量段加工出天线罩轴线基准面，记录基准面与天线罩虚拟轴线的距离。所述的天线罩轴线基准面为平行与数控机床加工坐标系X轴或Y轴的平面。所述的内型面找正环插入端与异形陶瓷天线罩毛坯内型面吻合。所述的上平面和侧平面直线度要求为均不大于0.2mm。所述的数控机床加工坐标系X坐标、Y坐标零点为内型面找正环固定端上平面对角线交点，异形陶瓷天线罩毛坯大端底面中心设为Z坐标零点。所述的调节螺杆对异形陶瓷天线罩毛坯的开口端施加力，对内型面找正环固定端长方体的上平面和侧平面进行直线度调整，从而调整异形陶瓷天线罩毛坯在异形陶瓷天线罩初找正装置上的偏摆角度，在上平面和侧平面满足直线度要求，异形陶瓷天线罩初步找正。一种异形陶瓷天线罩加工装置，包括初找正装置、外型面加工定位装置和内型面加工定位装置，根据初找正装置确定的基准，利用外型面加工定位装置和内型面加工定位装置完成异形陶瓷天线罩内/外型面加工。所述的外型面加工定位装置，包括内支撑机构和外顶紧机构，所述的内支撑机构包括内撑环、内撑杆、弹簧和旋调环，将内撑环安装到异形陶瓷天线罩毛坯内部，内撑环与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，此时内撑环底端面至异形陶瓷天线罩毛坯大端底面垂直距离为h，弹簧穿在内撑杆上，旋调环安装在靠近内撑杆固定端，可在内撑杆长度方向上移动并固定，内撑杆固定端安装到数控机床台面上，内撑杆中心线与数控机床加工坐标系Z轴线重合，异形陶瓷天线罩毛坯通过内撑环安装到内撑杆另一端，弹簧位于内撑环和旋调环之间，将旋调环旋至合适位置，使内撑环压缩弹簧后底端面与机床台面距离为h，以天线罩轴线基准面为安装异形陶瓷天线罩毛坯的固定位置，外顶紧机构顶紧天线罩轴线基准面并固定在数控机床台面上。所述的内型面加工定位装置，包括外框架机构和大端压板，所述的外框架机构由头锥竖立面板、大端竖立面板和底板组成，底板将头锥竖立面板、大端竖立面板连接为一整体，头锥竖立面板、大端竖立面板加工内槽型面分别与天线罩头罩和大端一段型面吻合，外框架机构固定安装于数控机床台面上，内槽型面轴线与大端竖立面板垂直，异形陶瓷天线罩通过型面安装在头锥竖立面板和大端竖立面板上，通过异形陶瓷天线罩毛坯大端加工余量段上的天线罩轴线基准面和大端底面找正(天线罩轴线基准面及距离和大端底面均是异形天线罩重新装夹的找正基准，加工坐标系Z轴零点大端底面中心点、天线罩轴线基准面及距离确定X、Y轴及零点)，大端压板压紧大端底面，并与大端竖立面板固定连接，大端竖立面板面上加工预置竖直边和水平边，竖直边和水平边的延长线交点通过内型面加工定位装置的内槽型面虚拟的中心线(与加工完毕的天线罩外型面中心线重合)，竖直边和水平边的延长线交点设置为数控机床加工坐标系X坐标零点和Y坐标零点，以天线罩大端底面中心为Z坐标零点。一种异形陶瓷天线罩方法，通过以下步骤实现：第一步，异形陶瓷天线罩毛坯初步找正，A1.1、将异形陶瓷天线罩毛坯头锥部分打磨至与头锥撑环内型面吻合，异形陶瓷天线罩毛坯内部与内型面找正环的配合段打磨至与内型面找正环外型面吻合；A1.2、将异形陶瓷天线罩毛坯安装在初找正装置上，异形陶瓷天线罩毛坯轴线与内型面找正环轴线重合，内型面找正环固定端上平面对角线交点设置为数控机床加工坐标系X坐标、Y坐标零点；A1.3、异形陶瓷天线罩毛坯初步找正，加工天线罩轴线基准面，记录基准面与天线罩虚拟轴线的距离；第二步，将经第一步确定基准的异形陶瓷天线罩毛坯从初找正装置上卸下后，安装在外型面加工定位装置上，进行外型面加工；所述的外型面加工定位装置包括内支撑机构和外顶紧机构，所述的内支撑机构包括内撑环、内撑杆、弹簧和旋调环，具体外型面加工步骤如下：A2.1、将内撑环安装到异形陶瓷天线罩毛坯内部，内撑环与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，确定内撑环底端面至异形陶瓷天线罩毛坯大端底面垂直距离为h；A2.2、异形陶瓷天线罩毛坯安装在外型面加工定位装置上，弹簧穿在内撑杆上，旋调环安装在靠近内撑杆固定端，可在内撑杆长度方向上移动并固定，内撑杆固定端安装到数控机床台面上，内撑杆中心线与加工坐标系Z轴线重合，异形陶瓷天线罩毛坯通过内撑环安装到内撑杆另一端，弹簧位于内撑环和旋调环之间，通过调整旋调环的位置，使内撑环压缩弹簧后底端面与机床台面距离为步骤A2.1确定的h；A2.3、以第一步加工的天线罩轴线基准面及基准面与天线罩虚拟轴线的距离为安装异形陶瓷天线罩毛坯的固定位置，外顶紧机构顶紧天线罩轴线基准面并固定在数控机床台面上；A2.4、利用天线罩轴线基准面和异形陶瓷天线罩毛坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：包括头锥撑环、内型面找正环、端面压板和若干外支撑机构，所述的外支撑机构包括外支架和调节螺杆，所述的内型面找正环包括插入端和固定端；所述的头锥撑环和外支架的一端固定安装在机床一端台面上，内型面找正环固定端与外支架的另一端固定安装在机床的另一端台面上，异形陶瓷天线罩毛坯通过头锥撑环和内型面找正环夹持在机床台面中，内型面找正环插入端从异形陶瓷天线罩毛坯开口插入，与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，头锥撑环与异形陶瓷天线罩毛坯的头锥外型面吻合，异形陶瓷天线罩毛坯轴线与内型面找正环轴线重合；安装在外支架上的调节螺杆顶紧异形陶瓷天线罩毛坯的开口端，调整异形陶瓷天线罩毛坯在异形陶瓷天线罩初找正装置上的偏摆角度，异形陶瓷天线罩毛坯找正后，用端面压板将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面压紧，采用分区域数控磨削将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面加工平整，并在大端长度方向余量段加工出天线罩轴线基准面，记录基准面与天线罩虚拟轴线的距离。

【技术特征摘要】
1.一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：包括头锥撑环、内型面找正环、端面压板和若干外支撑机构，所述的外支撑机构包括外支架和调节螺杆，所述的内型面找正环包括插入端和固定端；所述的头锥撑环和外支架的一端固定安装在机床一端台面上，内型面找正环固定端与外支架的另一端固定安装在机床的另一端台面上，异形陶瓷天线罩毛坯通过头锥撑环和内型面找正环夹持在机床台面中，内型面找正环插入端从异形陶瓷天线罩毛坯开口插入，与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，头锥撑环与异形陶瓷天线罩毛坯的头锥外型面吻合，异形陶瓷天线罩毛坯轴线与内型面找正环轴线重合；安装在外支架上的调节螺杆顶紧异形陶瓷天线罩毛坯的开口端，调整异形陶瓷天线罩毛坯在异形陶瓷天线罩初找正装置上的偏摆角度，异形陶瓷天线罩毛坯找正后，用端面压板将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面压紧，采用分区域数控磨削将异形陶瓷天线罩毛坯大端底面加工平整，并在大端长度方向余量段加工出天线罩轴线基准面，记录基准面与天线罩虚拟轴线的距离。2.根据权利要求1所述的一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：所述的天线罩轴线基准面为平行与数控机床加工坐标系X轴或Y轴的平面。3.根据权利要求1所述的一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：所述的内型面找正环插入端与异形陶瓷天线罩毛坯内型面吻合，固定端上平面和侧平面直线度要求为均不大于0.2mm。4.根据权利要求1所述的一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：所述的内型面找正环固定端上平面对角线交点确定为数控机床加工坐标系X坐标、Y坐标零点，异形陶瓷天线罩毛坯大端底面中心设为Z坐标零点。5.根据权利要求1所述的一种异形陶瓷天线罩初找正装置，其特征在于：所述的调节螺杆对异形陶瓷天线罩毛坯的开口端施加力，对内型面找正环固定端长方体的上平面和侧平面进行直线度调整，从而调整异形陶瓷天线罩毛坯在异形陶瓷天线罩初找正装置上的偏摆角度，在上平面和侧平面满足直线度要求，异形陶瓷天线罩初步找正。6.一种异形陶瓷天线罩加工装置，其特征在于：包括如权利要求1所述的初找正装置、外型面加工定位装置和内型面加工定位装置，根据初找正装置确定的基准，利用外型面加工定位装置和内型面加工定位装置完成异形陶瓷天线罩内/外型面加工。7.根据权利要求6所述的一种异形陶瓷天线罩加工装置，其特征在于：所述的外型面加工定位装置包括内支撑机构和外顶紧机构，所述的内支撑机构包括内撑环、内撑杆、弹簧和旋调环，将内撑环安装到异形陶瓷天线罩毛坯内部，内撑环与异形陶瓷天线罩毛坯一段内型面吻合，此时内撑环底端面至异形陶瓷天线罩毛坯大端底面垂直距离为h，弹簧穿在内撑杆上，旋调环安装在靠近内撑杆固定端，可在内撑杆长度方向上移动并固定，内撑杆固定端安装到数控机床台面上，内撑杆中心线与数控机床加工坐标系Z轴线重合，异形陶瓷天线罩毛坯通过内撑环安装到内撑杆另一端，弹簧位于内撑环和旋调环之间，将旋调环旋至合适位置，使内撑环压缩弹簧后底端面与机床台面距离为h，以天线罩轴线基准面为安装异形陶瓷天线罩毛坯的固定位置，外顶紧机构顶紧天线罩轴线基准面并固定在数控机床台面上。8.根据权利要求7所述的一种异形陶瓷天线罩加工装置，其特征在于：所述的外顶紧机构包括外顶块和压板，外顶块周向顶紧异形陶瓷天线罩毛坯，通过压板将外顶块固定在数控机床台面上。9.根据权利要求6所述的一种异形陶瓷天线罩加工装置，其特征在于：所述的内型面加工定位装置包括外框架机构和大端压板，所述的外框架机构由头锥竖立面板、大端竖立面板和底板组成，底板将头锥竖立面板、大端竖立面板连接为一整体，头锥竖立面板、大端竖立面板加工内槽型面分别与天线罩头罩和大端一段型面吻合，外框架机构固定安装于数控机床台面上，内槽型面轴线与大端竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宝付，王华东，杜胜，丁超，杨杰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11