一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸高精度曲面开槽筋条，包括S1.构型、S2.取材、S3.筋加工、S4.重复制备步骤实现大尺寸高精度的曲面开槽筋条，保证筋条在提供足够刚度的同时具有足够的精度，开槽结构使得今天在保证刚度的同时极大的降低了弯曲成型的难度；简单的定载荷慢速度的压弯过程使筋条达到了足够的变形，同时使其内应力均匀分布减小了对材料的损伤，也摆脱了弯曲过程对模具的依赖；压弯后利用腹板底部增厚的特点采用手工锤击校形的方法简单方便。

A method of making large size and high precision curved surface grooved bars

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法
本专利技术专利涉及卫星通讯、无线电测控、深空探测、大型射电望远镜等领域的一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法，属于精密加工领域。
技术介绍
本专利技术涉及卫星通讯、无线电测控、深空探测、大型射电望远镜等领域的一种大尺寸高精度曲面Z形筋的制作方法。随着我国在卫星通信和深空探测等领域长足发展，雷达和天线在其中发挥了越来重要的作用。雷达、天线的反射器结构主要以单曲面的反射面形式为主。反射面一般是蒙皮背筋结构。前端是具有特定曲面形状的铝合金蒙皮发挥反射信号的作用，而蒙皮背后是一定曲面形状的铝合金筋条，并固定在蒙皮上，起到支撑蒙皮的作用。曲面筋条有的选用铝合金薄板材折弯成型，更多的是选用特定尺寸的铝合金型材成型。一般情况下，型材断面为Z字形或工字型。对于小面积的反射面，筋条选择较小尺寸即能满足要求；而对于越大面积的反射面就意味着更大的尺寸及重量，就需要选择更大尺寸的筋条来提供更大刚度及强度的支撑能力吗，所以一般情况下大尺寸筋条往往采用硬铝进行制造。由于硬铝硬度大，强度高，同时塑性较差，延伸率低，难以变形，尤其对于大截面尺寸的铝合金型材自身更很难进行拉伸弯曲变形，所以一般会在筋条径向间隔一定距离开一道槽，然后在面板蒙皮的拉伸模具上校形，使其与面板曲率相吻合。曲面开槽筋条的刚度直接影响着反射面板的刚度，精度直接影响着反射面板的精度。这种筋条可以叫做曲面开槽筋条。以上海65米口径的天马望远镜为例，由于口径巨大，最大单块反射面面积达10平方米左右，而选用的Z字形状的曲面开槽筋条的铝合金型材断面高度达200mm作用，板厚3mm作用。由于筋条的曲面种类有很多种，并不适合每种筋条都开一个专门模具进行成型。这种制作方法是很困难的，而目前社会上还没有该方向的成熟的技术。曲面开槽筋条的成型不仅因材料、截面大小和形状的限制很难变形，而且往往由于变形及变形回弹等情况造成不贴膜现象，精度过低。综上所述，大尺寸高精度曲面开槽筋条在现代大型反射器中十分重要，因此研究一种面向大尺寸高精度曲面开槽筋条的通用的制作方法是很有必要的。中国专利CN101938041A公布了一种高精度天线反射面面板及其制造方法。它采用校形开槽的Z形筋实现筋梁的成型；采用铝合金板材开槽来实现蒙皮的成型，通过密封和真空装置施加负压，使Z型材筋梁和蒙皮等分离组件压贴在模具上并有胶粘剂粘接固化成型为一个整体，释放真空负压后形成高精度筋开槽胶粘结构天线反射面单元。该专利公开的这种反射面面板的制作方法具有普遍意义，目前有很多雷达、天线项目的反射面面板采用了如此工艺进行生产制作。但该专利并没有对这种大尺寸Z形筋的具体制作过程进行阐述。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法。本专利技术所要解决的问题是由以下技术方案实现的：一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法：S1.构型：预设所需曲面的构型，定义为构型曲面，对构型曲面背部预设多条与背部形状构型一致的背板线，计算每条背板线的曲率，定义为α1.α2……αn，α1.α2……αn组成的库为N；S2.取材：当N为α1时，所述α1对应长度的筋条，将筋条配装在台阶垫板上，台阶垫板具有90度折弯的直角台阶，台阶垫板为带有凹腔，凹腔曲状构型与α1曲率和构型一致；S3.筋加工：①将S2中的筋条沿着径向方向上间隔一定距离从下沿开始开槽，在槽底部垂直于槽体开有圆孔，得到带有槽孔的筋条；②将槽孔的筋条校形，将所述的筋条采用压力机进行过量压弯，压弯后筋条曲率大于α1；③将步骤②中得到的筋条配装至台阶垫板上，于反于筋条的曲率方向将筋条反向校形，位于筋条上垂直于所述的槽孔下方部位为折弯的下板，校形过程为采用锤击方式，沿着筋条的下板进行反向锤击，或者沿着下板的折弯沿进行反向锤击，直至筋条曲率小于α1；④重复循环所述的步骤②和步骤③直至所述筋条曲率等于α1；S4.重复制备，从N中选取α2，重复依次进行S2、S3直至库中所有背板线对应的筋条制备完毕。进一步的，还包括修剪筋条步骤，按照背板线尺寸修剪筋条长度，将各个筋条附着固定在副反射面的背部。进一步的，还包括淬火步骤，淬火步骤位于S4步骤后，所述的筋条进行淬火，筋条为铝材。进一步的，计算N中，所有背板线的的直线长度，与每个背板线都对应有选取的筋条，每个筋条单边长度大于对应的背板线单边长度至少100mm。进一步的，所述开槽的底端位于对应腹板的中部。本专利技术相对于现有而言具有的有益效果：1.可以实现大尺寸高精度的曲面开槽筋条，保证筋条在提供足够刚度的同时具有足够的精度，从而保证了大面积反射面的精度。2.本专利的成型方法中，锤击校形的位置是在腹板上，不会对筋条的上下端面产生影响，从而不会影响筋条和蒙皮的粘接性能，也会提高产品的美观性。3.本专利具有受曲率及外形限制较小，可操作性强，性能稳定可靠的特点。4.通过延展特定区域，使得筋条自身弯曲所需构型，而非强迫性被迫弯曲筋条，制备的筋条没有回弹应力，寿命可靠性较高。5.开槽结构使得今天在保证刚度的同时极大的降低了弯曲成型的难度；简单的定载荷慢速度的压弯过程使筋条达到了足够的变形，同时使其内应力均匀分布减小了对材料的损伤，也摆脱了弯曲过程对模具的依赖；压弯后利用腹板底部增厚的特点采用手工锤击校形的方法简单方便。附图说明图1为筋条压弯示意图图2筋条局部增厚区域示意图图3压弯后筋条和理论形状对比示意图图4手工校形示意图图5校形后标准筋条示意图开槽筋条1、定载荷压块2，受压支点3、锤子4，台阶垫板5；具体实施方式一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法，包括如下主要步骤：S1.构型：准备材料。预设所需曲面的构型，定义为构型曲面，对构型曲面背部预设多条与背部形状构型一致的背板线，计算每条背板线的曲率，定义为α1.α2……αn，α1.α2……αn组成的库为N，以每条背板线的长度数据为基础，根据材料的变形率确定弯曲前直筋条的长度，按这个长度以单边至少增加100mm的余量确定材料长度，每个筋条两端的单边长度大于对应的背板线两端的单边长度至少100mm，并截取单件材料，筋条长度需大于曲面筋条理论长度。这个余量的目的是消除筋条在制作过程中的端头影响，以保证制作后的筋条均匀一致。S2.取材，当N为α1时，所述α1对应长度的筋条，将筋条配装在台阶垫板上，台阶垫板具有90度折弯的直角台阶，台阶垫板为带有凹腔，凹腔曲状构型与α1曲率和构型一致，筋条为三折弯板体，筋条包括上板、腹板、下板；S3.筋加工：①开槽打孔，将S2中的筋条沿着径向方向上间隔一定距离从下沿开始开槽，开槽在筋条长度方向上的间隔一般选择为150mm左右，均匀排列，开槽的深度为对应腹板高度的4/5左右，位于对应腹板的中度。开槽的深度开槽的目的是为了让筋条的弯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法，其特征在于：/nS1.构型：预设所需曲面的构型，定义为构型曲面，对构型曲面背部预设多条与背部形状构型一致的背板线，计算每条背板线的曲率，定义为α

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸高精度曲面开槽筋条的制作方法，其特征在于：
S1.构型：预设所需曲面的构型，定义为构型曲面，对构型曲面背部预设多条与背部形状构型一致的背板线，计算每条背板线的曲率，定义为α1.α2……αn，α1.α2……αn组成的库为N；
S2.取材：当N为α1时，所述α1对应长度的筋条，将筋条配装在台阶垫板上，台阶垫板具有90度折弯的直角台阶，台阶垫板为带有凹腔，凹腔曲状构型与α1曲率和构型一致；
S3.筋加工：
①将S2中的筋条沿着径向方向上间隔一定距离从下沿开始开槽，在槽底部垂直于槽体开有圆孔，得到带有槽孔的筋条；
②将槽孔的筋条校形，将所述的筋条采用压力机进行过量压弯，压弯后筋条曲率大于α1；
③将步骤②中得到的筋条配装至台阶垫板上，于反于筋条的曲率方向将筋条反向校形，位于筋条上垂直于所述的槽孔下方部位为折弯的下板，校形过程为采用锤击方式，沿着筋条的下板进行反向锤击，或者沿着下板的折弯沿进行反向锤击，直至筋条曲率小于α1；...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹江涛，张伟明，孙东文，李延坤，张万才，牛传峰，梁谦，李吉康，董哲，刘亮，张强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13