[发明专利]一种半锥形透波天线罩加工装置及方法

说明书

本发明提供了一种半锥形透波天线罩加工装置及方法，特别是涉及一种陶瓷基复合材料复杂结构半锥形透波天线罩高精度、高效率加工装置及方法。针对透波天线罩结构特征，制定并优化加工工艺路线，形成整罩车削加工、整罩剖分加工和半罩配合面铣削加工方案；设计加工专用装置，保证加工精度的同时显著提高加工效率；针对罩体内部榫卯槽复杂结构，采用线性驱动多刀路并行处理的走刀路径，实现了五轴加工工艺在三轴机床加工。通过该工艺方法，解决了工件加工过程中定位难度大、加工效率低、以及复杂榫卯结构难加工的难题，突破了米级大尺寸透波半罩的高精度加工，为系列型号工件的研制和生产提供了重要保障。

技术领域

本发明属于陶瓷基复合材料机械加工领域，涉及一种大尺寸复杂结构半锥形透波天线罩加工装置及方法，特别是涉及一种陶瓷基复合材料复杂结构半锥形透波天线罩高精度、高效率加工装置及方法。

背景技术

复杂结构半锥形透波天线罩为敞开式薄壁结构件，加工面作为配合面，精度要求高，但工件毛坯没有准确的定位基准面和可靠的装夹型面，导致结构精度难以保证；另外，透波天线罩一般采用连续纤维增强陶瓷基复合材料，陶瓷材料的高脆性、高硬度和高耐磨性使得加工过程中易出现崩边、微裂纹等缺陷，加工难度大。

综上，现有锥形透波天线罩的加工方法中，主要存在以下技术难点：

(1)工件为敞开式半锥形结构，加工面作为配合面，需与多个工件配合，加工精度要求高，且在工件内型面两侧存在内凹式楔形榫卯槽结构，加工难度大，精度要求高；

(2)工件采用仿形无基准毛坯的加工方案，工件与工装无法准确定位，需经反复测量、多次试切才能确定工件轮廓及厚度余量情况，加工效率低，存在较高的尺寸超差风险；

(3)工件仿形毛坯为大尺寸薄壁件，在装夹及加工过程中极易出现大的变形，严重影响加工精度，使得工件加工后无法满足精度要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种半锥形透波天线罩的加工装置及方法，通过设计专用加工工装并优化加工工艺路线，实现了米级大尺寸复杂结构透波半罩的高效率、高精度加工，从而为系列重点型号工件的研制和生产提供了重要保障。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种半锥形透波天线罩的加工装置，包括外型面车削工装，内型面车削工装和剖分及半罩铣削工装；

待加工的半锥形透波天线罩毛坯工件为圆台形中空结构，包括小端面，外型面，大端面，内型面；

所述外型面车削工装包括定位部件一，装卡部件一，拉环，压盘一，所述定位部件一为内部中空的圆台形，定位部件一外表面形状与工件内型面形状一致，定位部件一外表面用于与工件内型面配合；所述装卡部件一与外部机床连接，使工装在机床定位，装卡部件一与定位部件一固定连接；拉环与装卡部位连接，拉环设于定位部件一外部，拉环环形内表面卡住工件的外型面；压盘一与定位部件一连接后，压紧工件小端面；装卡部位和压盘一分别位于圆台形定位部件一的大端外侧和小端外侧；

所述内型面车削工装包括定位部件二，装卡部件二，找正部件，压盘二，所述定位部件二为内部中空的圆台形，定位部件二内表面与工件外型面形状一致，定位部件二内表面用于与工件外型面配合；装卡部件二与外部机床连接，使工装在机床定位，装卡部件二与定位部件二小端固定连接；找正部件为圆环形，卡在定位部件二外表面上，保证工装找正精度；压盘二为圆环形，压盘二固定连接于定位部件二大端，与工件大端面贴紧，保证工件与工装稳定装夹，并可控制装夹力；

所述剖分及半罩铣削工装包括外部仿形压环，内部仿形支撑部件，定位支撑部件；所述外部仿形压环和定位支撑部件分别为半圆环形，外部仿形压环半环两端与定位支撑部件半圆环两端固定连接后，保证工件外型面与外部仿形压环和定位支撑部件的所组成的环形内表面稳定贴合；内部仿形支撑部件为圆盘形，置于工件内腔，内部仿形支撑部件环形外表面与工件内型面贴合，支撑工件。