一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备制造技术

本发明专利技术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。难度大的技术问题。难度大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超常规尺寸共形曲面反射板制造工艺及设备


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]申请号为CN202010540647.9的专利技术专利《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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]本专利技术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：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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：
[0009]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；
[0010]S32、采用导电胶补充所述分段反射板之间的间隙；
[0011]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)；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]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；
[0015]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。
[0016]本专利技术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，本专利技术的通用性也较好：本专利技术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：本专利技术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。
[0017]在更具体的技术方案中，所述步骤S1包括：
[0018]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。
[0019]本专利技术结合预拉伸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。本专利技术可应用于多种超规格曲面反射板的加工方法。
[0020]在更具体的技术方案中，步骤S2,包括：
[0021]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；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]S24、以五轴数控对所述共形反射板进行精加工。
[0025]本专利技术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。
[0026]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。
[0027]在更具体的技术方案中，步骤S34包括：
[0028]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；
[0029]S342、保持所述共形反射板与所述工装等间距立筋(32)贴合，通过反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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：S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈路加，赵丹，杨竣博，殷东平，左防震，李沙沙，张杨，鲁斌，孙大智，张冠群，武建锋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：