[发明专利]一种异型封闭深腔天线罩型面拟合方法及系统

说明书

本发明提供一种异型封闭深腔天线罩型面拟合方法及系统，基于三轴龙门机床及内腔1.5米加长磨削装置设计了专用测量转接杆，夹持百分表进行手动采点测量，实现了沿母线方向指定截面关键测量点的快速测量，适用于粗加工找正；基于三轴龙门机床及内腔1.5米加长磨削装置设计了专用测量转接杆，夹持球形侧头进行自动采点测量，实现了沿指定截面环向方向进行密集测量，适用于半精加工后误差测量以及精加工后尺寸测量。通过同工位在线测量型面偏差，内形面以型面偏差进行误差补偿修磨、外形面以厚度偏差进行误差补偿修磨加工，大大提高了异型封闭深腔天线罩的厚度尺寸加工精度。本发明解决了异型封闭深腔天线罩加工精度低的生产问题。

技术领域

本发明涉及一种异型封闭深腔天线罩型面拟合方法及系统，属于复合材料机械加工领域。

背景技术

我国新一代飞行器朝着强突防、快速机动和迅速反应的方向发展，以大尺寸乘波体结构为代表的异型结构越来越多的应用于滑翔飞行器的结构设计。其中，天线罩是保护天线在恶劣环境下正常工作的重要功能结构件，既是一个完整的头部部段，又承担着高温透波、防热、隔热等重要作用。异型封闭深腔结构天线罩一般采用石英纤维增强陶瓷基复合材料，陶瓷材料的高脆性、高硬度和高耐磨性造成加工易出现崩边、裂纹等缺陷。异型天线罩为复杂曲面薄壁结构件，其内腔深度大、封闭、狭窄，长径比一般大于2:1，并且没有准确的定位基准面和可靠的装夹型面，都对产品加工精度影响，主要加工难点如下：

加工过程中加长磨削装置、工装装夹、基准面传递、刀具以及测量环节都会对产品加工进度造成影响，而每个单因素误差源又随着加工工况不同存在一定的波动。因此需要对产品在线测量控制加工过程中的型面及厚度尺寸，保证加工精度满足设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种异型封闭深腔天线罩型面拟合方法及系统，以解决现有技术中加工精度低的问题。

本发明采用的技术方案为：

一种异型封闭深腔天线罩型面拟合方法，包括产品粗加工时的型面拟合以及产品精加工时的型面拟合；

产品粗加工时的型面拟合包括以下步骤：

步骤一、天线罩产品装夹定位后，在磨削装置前端将用于磨削的砂轮更换为第二在位测量转接杆；

步骤二、第二在位测量转接杆前端夹持百分表，标定百分表球头 X、Y轴中心，Z轴球头顶点为零点，填入工件坐标系，使百分表球头基准与工件基准重合；

步骤三、百分表尖端与被测异型封闭深腔天线罩内型面之间预留间隙，沿内型面母线方向移动百分表尖端，移动到要求检测的X、Y 坐标点后，令百分表尖端沿X、Y轴方向固定不动；

步骤四、仅沿Z轴方向移动百分表尖端，使百分表尖端与内型面接触，通过百分表示数控制接触间隙为零，此时记录该点处X、Y、Z 坐标值，在三维数模上绘制接触点的投影点，测量此投影点与接触点之间的距离，作为此处的型面加工偏差值；

步骤五、以母线上各点的型面加工偏差值确定产品装夹位置是否正确；

步骤六、进行粗加工；

产品精加工时的型面拟合包括以下步骤：

步骤(一)、天线罩产品装夹定位后，在磨削装置前端将用于磨削的砂轮更换为第一在位测量转接杆；

步骤(二)、第一在位测量转接杆前端夹持球形测头模块，球形测头模块包括连接杆、测量头、延长杆、重力测头以及球型测针；

步骤(三)、标定球型测针球头X、Y轴中心，Z轴球头顶点为零点，填入工件坐标系，使球型测针基准与工件基准重合；