[發明專利]一種陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔的加工裝置及其加工方法

有效

• 申請號: 201510286530.1
• 申請日: 2015-07-11
• 公開（公告）號: CN104942659B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 高航;鮑永杰;冉沖;雷建華
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23Q37/00
• 分類號: B23Q37/00;B23Q1/26;B23Q5/34;B23Q15/22;B23P15/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔的加工裝置及其加工方法，屬于錐形筒類零件內壁盲孔自動化加工技術領域。

背景技術

天線罩是航空航天中用于保護雷達的裝置，由于其惡劣的工作條件及其特殊作用，使其結構形狀特別復雜，并且其材料是綜合性能極其優良的陶瓷基復合材料，導致該零件內壁盲孔難以在一般的通用機床上進行加工。

現有專利中記載的相關天線罩加工裝置，如中國專利申請的CN201110343643.2和CN201320662414.1，前者只是提出了加工天線罩各部位的的工序，后者主要是針對天線罩內外型面的精加工，這些都不與天線罩內壁加工盲孔相關。

目前，我國對天線罩內壁盲孔的加工還處于手工鉆孔狀態，勞動強度大，效率極低，制孔質量偏差，并且對操作者的經驗和技術熟練程度要求很高，嚴重影響了我國飛機、導彈等裝備的研制進度。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔的加工裝置及其加工方法，該加工裝置與加工方法應針對天線罩內壁盲孔的加工進行工藝優化和設計，能制作出具有效率高、成本低、精度高、誤差小、安全性好的陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔。

本發明采用的技術方案是：一種陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔的加工裝置，它包括Y軸滑道機構、Z軸滑道機構、X軸滑道機構和回轉工作臺，它還包括一個主軸機構、一個夾具機構和一個包含對刀塊和對刀電路的對刀裝置，所述回轉工作臺設置在Y軸滑道機構上，由Y軸步進電機驅動回轉工作臺在Y軸滑道上移動，所述Z軸滑道機構固定在立柱上，X軸滑道機構設置在Z軸滑道機構上，由Z軸步進電機驅動X軸滑道機構在Z軸滑道上移動，所述主軸機構設置在X軸滑道機構上，由X軸步進電機驅動主軸機構在X軸滑道上移動；所述回轉工作臺上設有夾具機構，固定在夾具機構上的天線罩內側設有一個鋼環，所述對刀塊的定位銷軸與鋼環上的定位孔相配合；所述對刀塊的刀具孔里端，從內向外依次設有絕緣片和金屬片，對刀電路的導線一端穿過絕緣片電連接金屬片，另一端依次經電源、LED?燈與對刀塊進行連接。

所述的一種陶瓷基復合材料天線罩內壁盲孔加工裝置的加工方法包括下列步驟：

a、將天線罩安裝在夾具機構中，并通過夾具機構調整天線罩上端面處于水平狀態后夾緊；

b、將Y軸坐標移動到夾具機構的回轉中心與主軸機構刀具的回轉中心垂直相交；

c、測量鋼環上的定位孔最上沿到刀具最上端的垂直距離d3，將Z坐標向下移動距離d=(d1-d2)/2+d3,d1為鋼環是上定位孔的直徑，d2為刀具直徑；

d、將對刀塊的定位銷軸插入天線罩內套裝的鋼環的定位孔內，調整加工裝置的X軸滑道機構和回轉工作臺的坐標，使主軸機構上的刀具自由進入對刀塊的刀具孔內，完成徑向對刀操作；

e、調整X軸滑道機構，使刀具緩慢進入對刀塊的刀具孔內，直至對刀電路上的LED?燈亮，標定好X軸坐標上的刀具位置，完成軸向對刀操作；

f、后退刀具，取下對刀裝置，依據被加工孔深度h和刀具退回的X軸坐標距離L，計算加工孔的刀具進給深度D=L+h+H，H為對刀塊左端到金屬片右端的距離；選擇刀具鉆速1000-4000r/min，進給速度0-20mm/min，采用PCD鉆頭直接鉆削，得到的盲孔底端為圓錐形；或采用PCD圓柱銑刀或電鍍金剛石磨棒，通過數控編程，使刀具按螺旋軌跡走刀，銑削或磨削盲孔至要求尺寸,選擇刀具轉速2000?-8000r/min，刀具軸向進給速度0-20mm/min，刀具公轉速度0-25r/min，作為數控編程制孔參數，這時也先要用PCD鉆頭按照a、b、c和d步驟對刀，然后換上PCD圓柱銑刀或電鍍金剛石磨棒后再按照e步驟對刀，得到的盲孔底端為平面；

g、通過回轉工作臺的轉位，依次加工出天線罩內壁全部盲孔，加工每個孔時，都要按照a、b、c、e和f步驟先進行對刀操作，再進行數控制孔作業，直到所有均布孔加工完畢。