[發明專利]高溫寬帶電磁吸收復合材料的曲面薄殼結構的加工方法

有效

• 申請號: 202110581764.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113145908B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張怡;王天石;鄧超;杜小東;席佳利;王慶兵;陳威;王宇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C5/02;B23Q3/06;B23Q11/10;B23Q3/155
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

本發明公開一種高溫寬帶電磁吸收復合材料的曲面薄殼結構的加工方法，通過使用硬度高、耐磨性好的硬質合金立銑刀和球頭銑刀，提高換刀的頻率保持切削刃鋒利，并采用小進刀的加工方式，減小切削力；在切削過程中持續使用乳化液降低工件表面溫度，避免產生打火現象，保證高溫寬帶電磁吸收復合材料薄殼結構的加工精度；通過設計裝夾工裝，盡量避免裝夾力直接作用于工件表面導致材料開裂損壞，加工尺寸精度高、可操作性強，產品加工一致性好，完全滿足高集成度結構功能一體化共形天線的制造需求，確保薄殼結構在加工過程中不產生裂紋、崩邊等問題，并保證各處加工精度公差控制在±0.03mm。

技術領域

本發明涉及一體化天線制造領域，具體而言，涉及一種高溫寬帶電磁吸收復合材料的曲面薄殼結構的加工方法。

背景技術

由于傳統天線制造集成度要求不高，目前用于天線的電磁吸收結構主要為簡單的平面結構，且此類吸收材料普遍采用中溫環氧樹脂制備，材料硬度不高，傳統的機械加工方法均能滿足要求。隨著天線向高可靠性和結構功能一體化方向發展，其核心組成部分的吸收結構在加工形狀、加工精度以及工藝兼容性等方面的要求越來越高。高溫寬帶電磁吸收復合材料作為一種新型材料，與其他傳統的電磁吸收材料相比，具有以下優點：在0.7GHZ—25GHZ的寬頻段內具有優異的電性能和磁性能；熱變形溫度較高，可達到200℃—220℃，能與產品后續各種諸如焊接、共固化等高溫工藝兼容，廣泛適用于性能要求較高的共形一體化天線設計中。

高溫寬帶電磁吸收復合材料是利用NiFe₂O₄的吸波特性，通過真空攪拌工藝分散在樹脂體系中，經高溫共固化加工而成，其生產步驟主要包括配合料制備、分散、固化和后加工等。高溫寬帶電磁吸收復合材料由10%—15%的改性環氧酚醛樹脂基體和80%的NiFe₂O₄的顆粒組成，材料本身脆性和硬度較大，對加工刀具會產生嚴重磨損，在干燥條件下進行切削極易產生火花；改性環氧酚醛樹脂基體與NiFe₂O₄存在結合界面，且界面結合強度不高，在切削力的作用下界面結合處容易出現開裂和崩邊現象。基于以上兩點，高溫寬帶電磁吸收復合材料加工困難，尤其是形狀復雜且精度要求高的結構加工難度更大。

又由于天線對結構功能一體化的需求，導致各組成結構的形態越來越復雜，高溫寬帶電磁吸收復合材料出現了復雜的曲面薄殼結構，厚度薄（＜3mm），精度要求高（公差帶±0.03mm），且由于曲面開通腔形成了多處薄壁結構（壁厚1.5mm）。如果采用傳統機械加工工藝和裝夾方式進行加工，極易產生崩邊、開裂、毛刺多等問題，且加工精度也很難滿足復雜吸波結構的要求。因此，急需要一種固定效果好，加工精度高的高溫寬帶電磁吸收復合材料的曲面薄殼結構的加工方法。

發明內容

本發明旨在提供一種高溫寬帶電磁吸收復合材料的曲面薄殼結構的加工方法，通過使用硬度高、耐磨性好的硬質合金立銑刀和球頭銑刀，通過提高換刀的頻率保持切削刃鋒利，并采用小進刀的加工方式，減小切削力；同時在切削過程中持續使用乳化液降低工件表面溫度，避免產生打火現象，保證高溫寬帶電磁吸收復合材料薄殼結構的加工精度；并且通過設計裝夾工裝，盡量避免裝夾力直接作用于工件表面導致材料開裂損壞，加工尺寸精度高、可操作性強，產品加工一致性好，完全滿足高集成度結構功能一體化共形天線的制造需求。

本發明的實施例是這樣實現的：