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殷 钢 波导天线裂缝加工工装

阅读：821发布：2020-05-08

专利汇可以提供殷钢波导天线裂缝加工工装专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种殷钢波导天线裂缝加工工装，包括定板、动板、顶子组件和旋顶组件，旋顶组件构成滚珠丝杠副，驱动动板与定板沿轴向相对滑动；定板沿轴向开有若干贯通的导向槽，动板对应定板开有若干凹槽，每个凹槽沿动板轴向的同一侧为斜面，顶子组件安装在导向槽内，当定板和动板相对运动时，顶子组件垂直于定板轴向运动。本实用新型结构紧凑，极大地缩小了工装满足内置所需的整体闭合高度，并以较小的滚动摩擦副实现垫料对在波导腔内每个裂缝区域的压紧，抑制毛刺的外翻现象。，下面是殷钢波导天线裂缝加工工装专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种殷钢波导天线裂缝加工工装，包括定板、动板、顶子组件和旋顶组件，其特征在于：所述的定板沿轴向开有若干贯通的导向槽，导向槽的轴线垂直于定板轴向；所述的动板朝向定板一侧开有若干凹槽，每个凹槽的位置对应定板的一个导向槽，每个凹槽沿动板轴向的同一侧为斜面，动板两侧沿轴向开有若干导向槽，与固定在定板上的限位扣板配合，使动板与定板成为一个能够沿轴向相对滑动的装配体；所述的顶子组件包括顶子、滚子和弹垫，所述的滚子和弹垫分别固定在顶子两端，顶子安装在定板的导向槽内，滚子位于动板的凹槽内，当定板和动板相对运动时，滚子沿凹槽斜面运动，带动弹垫垂直于定板轴向运动；
所述的旋顶组件包括镶块、旋顶器和紧固件，所述的镶块固定在动板上，所述的旋顶器一端固定在定板上，镶块与旋顶器构成滚珠丝杠副，所述的紧固件在旋顶器运动到位后限制镶块和旋顶器的相对位移。
2.根据权利要求1所述的殷钢波导天线裂缝加工工装，其特征在于：所述定板导向槽的顶部设计有垫料安装槽，避免工装导入时垫料在水平方向滑移脱落而造成波导管内表面损伤。
3.根据权利要求1所述的殷钢波导天线裂缝加工工装，其特征在于：所述定板的两侧安装侧垫，保正工装导入时不会损伤波导管内侧壁。
4.根据权利要求1所述的殷钢波导天线裂缝加工工装，其特征在于：所述动板凹槽的斜面倾角为157°。

说明书全文

殷钢 波导天线裂缝加工工装

技术领域

[0001] 本发明涉及一种裂缝天线的加工工装。

背景技术

[0002] 某雷达的平面阵列天线是由多组波导裂缝天线单元组成的天线阵面，天线单元采用狭窄倾斜缝结构，如图1所示，长度为898mm，内腔截面22mmx47mm的殷钢波导裂缝天线单元，需在22mmx898mm的管壁上加工20组等间距37mm的裂缝，裂缝尺寸为长12mm，宽2mm，裂缝尺寸公差均在±0.05。波导管内表面的光洁度要求是0.8μ，裂缝断面的光洁度要求是1.6μ。经验表明，天线裂缝内侧边缘的加工质量是目前影响效率和成本的关键因素之一，同时也影响了天线的电性能指标。

[0003] 一种传统制作方法是电火花加工，优点是裂缝加工无毛刺，不易变形，缺点是电极损耗大，加工效率低，成本高，波导长度受制于机床行程。另一种制作方法是线切割加工，但必须改造电火花线切割机床，改装后还需辅以特殊夹具，依次切割出裂缝，该方法可以加工出波导裂缝，缺点是加工效率低，成本高，波导长度受制于机床行程。还有一种制作方法是高速铣结合填充低熔点材料，优点是裂缝加工效率高，缺点是刀具成本高，后期清理填料工序多，效率低，有残留填料和残余毛刺存在，清理容易损伤裂缝边缘形状和波导内表面，造成质量下降。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种内置串列滑动式顶压工装，结构稳定、便于使用、有一定柔性，为通过普通数控铣完成裂缝高效精密加工提供了技术保障。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种殷钢波导天线裂缝加工工装，包括定板、动板、顶子组件和旋顶组件。

[0006] 所述的定板沿轴向开有若干贯通的导向槽，导向槽的轴线垂直于定板轴向；所述的动板朝向定板一侧开有若干凹槽，每个凹槽的位置对应定板的一个导向槽，每个凹槽沿动板轴向的同一侧为斜面，动板两侧沿轴向开有若干导向槽，与固定在定板上的限位扣板配合，使动板与定板成为一个能够沿轴向相对滑动的装配体；所述的顶子组件包括顶子、滚子和弹垫，所述的滚子和弹垫分别固定在顶子两端，顶子安装在定板的导向槽内，滚子位于动板的凹槽内，当定板和动板相对运动时，滚子沿凹槽斜面运动，带动弹垫垂直于定板轴向运动；所述的旋顶组件包括镶块、旋顶器和紧固件，所述的镶块固定在动板上，所述的旋顶器一端固定在定板上，镶块与旋顶器构成滚珠丝杠副，所述的紧固件在旋顶器运动到位后限制镶块和旋顶器的相对位移。

[0007] 所述定板导向槽的顶部设计有垫料安装槽，避免工装导入时垫料在水平方向滑移脱落而造成波导管内表面损伤。

[0008] 所述定板的两侧安装侧垫，保正工装导入时不会损伤波导管内侧壁。

[0009] 所述动板凹槽的斜面倾角为157°。

[0010] 本发明的有益效果是：工装结构紧凑，动板上设计的系列斜面与定板上设计的系列顶子组件相对，构成可同步升降的分离式顶压结构，顶子组件的嵌入式滚升结构极大地缩小了工装满足内置所需的整体闭合高度，并以较小的滚动摩擦副，将动板与定板之间的水平滑动转换成全部顶子组件的垂向滑升，实现垫料对在波导腔内每个裂缝区域的压紧，抑制毛刺的外翻现象，将其从母料上铣削分离。附图说明

[0011] 图1是天线单元的结构示意图；

[0012] 图2是本发明的结构示意图，其中(a)是主视图和俯视图，(b)是局部放大图；

[0013] 图3是定板的结构示意图；

[0014] 图4是动板的结构示意图；

[0015] 图5是顶子组件的结构示意图，其中(a)是主视图和左视图，(b)是顶子，(c)是滚子，(d)是弹垫；

[0016] 图6是旋顶组件的结构示意图，其中(a)是主视图和左视图，(b)是镶块，(c)是旋顶器；

[0017] 图7是侧垫的结构示意图；

[0018] 图中，1-定板，2-动板，3-顶子，4-弹垫，5-扣板，6-镶块，7-侧垫，8-滚子，9-旋顶器，10-紧固件。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

[0020] 考虑到本发明涉及的殷钢4J36这种铁基高镍合金材料有很强的韧性和塑性，导热率低，粘刀和加工硬化，毛刺不易去除的特点，清理毛刺不如抑制毛刺，本发明设计了内置串列滑动式殷钢波导天线裂缝加工工装，工装具备一定的柔性，配合采用适合殷钢材料加工的刀具和参数，在普通数控铣床上就能完成天线裂缝的高质效加工，实现对裂缝在管腔内侧边缘铣削毛刺的高效抑制，同时降低了加工该类产品的门槛，不必购置大型电加工设备和高速铣床等特殊装备，可用于不同长度的矩形截面殷钢波导天线的裂缝铣削加工。

[0021] 为了抑制加工裂缝在铣穿内壁时因侧向力等原因必然会产生毛刺的现象，结合殷钢4J36材料特性和波导管封闭狭长的结构特点，考虑从3个方面着手解决：一是选择合适的铣刀(硬质合金象鼻铣刀)；二是摸索合理的铣削参数(进给量、吃刀量、转速、走刀及冷却方式)；三是设计精密的内置工装将垫料紧贴在波导管内侧的裂缝待加工面上，这样既能在提高零件整体刚性，又能有效抑制裂缝边缘毛刺的翻起，从而在铣削过程中直接被加工掉。以上三个方面，工装起主要作用。

[0022] 本发明可适应不同长度殷钢波导天线裂缝加工装夹，主要由定板、动板、独立顶子组件、扣板组件、旋顶组件构成，其中定板内部设计有串列分布垂向导槽，可嵌入带滚子的顶子组件；定板顶部设计有顶料安装槽，可避免工装导入时在水平方向滑移脱落而造成波导管内表面损伤，定板两侧设计有侧垫，可保正工装导入时不会损伤波导管内侧壁；定板两侧端部还设计有限位扣板，既可实现动板相对于定板的滑动与限位，还能够根据波导管的长度将波导管限制在定板上；定板的一端设计了旋顶组件限位方孔，嵌入旋顶组件后可通过转动顶丝实现定板与动板之间的相对水平滑动。动板与定板的配合面设计有系列斜面，每个斜面负责一组顶子组件的垂向驱动；定板两侧面设计有水平导槽，与定板上的限位扣板配合使用，将定板与动板组合成一个可实现相对滑动的装配体。该工装的巧妙之处在于设计了斜面与内嵌滚子结构，最大限度地降低了装配体的闭和高度，使整个工装能够内置于截面较小的狭长管道里；独立弹性顶子组件的设计，通过定板斜面和滚子的配合，以最小的摩擦副实现将定板与动板之间整体水平相对滑动，转换成所有顶子的垂向运动，不仅能够完成每个裂缝区域的顶料压紧功能，还能消除波导的平面度误差造成的压合不紧密问题。

[0023] 所述的动板结构件的串列分布的下陷式157°斜面，实现19.3mm长度的平动产生8mm的高差。

[0024] 所述定板结构件的串列分布的垂向导槽，实现各顶子组件同步运动导向。

[0025] 所述的独立顶子组件，底端设计有嵌入式滚子，可以降低在组件在斜面上滑升的阻力，顶端设计有橡胶弹垫，可消除各种因素造成的各顶子压合不齐问题。

[0026] 所述的限位扣板，既可实现动板对定板的相对滑动与限位，还能够根据波导管的长度将波导管限制在定板上。

[0027] 所述的旋顶组件，可通过转动顶丝实现定板与动板之间的相对水平滑动，调整并锁紧顶子的垂向高度。

[0028] 本发明通过整体装配后利用平面磨的工艺保证所有顶子组件的实际装配高度完全一致，确保工装使用的精密一致。

[0029] 如图2所示，本发明的实施例包括定板1、动板2、独立顶子组件、扣板5、旋顶组件和侧垫7构成。工装结构紧凑，动板上设计的系列斜面与定板上设计的系列顶子组件相对，构成可同步升降的分离式顶压结构，顶子组件的嵌入式滚升结构极大地缩小了工装满足内置所需的整体闭合高度，并以较小的滚动摩擦付将动板与定板之间的水平滑动转换成全部顶子组件的垂向滑升，实现垫料对在波导腔内每个裂缝区域的压紧，抑制毛刺的外翻现象，将其从母料上铣削分离。

[0030] 如图3所示，定板材料选择45钢调质处理，整体为长方形条状结构。内部设计有串列分布的垂向矩形导槽(12mmx16mm)，可嵌入带滚子的顶子组件；顶部设计有垫料安装槽，可避免工装导入时在水平方向滑移脱落而造成波导管内表面损伤；两侧设计有侧垫安装孔，安装侧垫后可保正工装导入时不会损伤波导管内侧壁；两侧端部设计有扣板安装孔，安装位置根据波导管的长度而定，用于波导管与定板在水平方向上的固定，从而实现顶子组件与波导管之间的精确定位；定板的一端设计了旋顶组件安装孔(6mmx6mm)，嵌入旋顶组件后可通过转动顶丝实现定板与动板之间的相对水平滑动。该结构的最大特点是充分考虑了高度方向的限制，采取了最小化设计。

[0031] 如图4所示，动板材料选择45钢调质处理，整体为长方形条状结构。动板设计有角度为157°的系列斜面，与安装在定板上的系列顶子组件配合，每个斜面负责一组顶子组件的垂向驱动。157°的斜面设计，是以满足裂缝间距和抬升距离为原则，尽量减小斜率从而获得最大的垂向分力；定板两侧面设计有水平导槽，与定板上的限位扣板配合使用，将定板与动板组合成一个可实现相对滑动的装配体。该结构工装的巧妙之处在于设计了科学合理的斜面结构，最大限度地降低了装配体的闭和高度，使整个工装能够内置于截面较小的狭长管道里，通过定板斜面和滚子的配合，以最小的摩擦付实现将定板与动板之间整体水平相对滑动，转换成所有顶子的垂向运动。

[0032] 如图5所示，独立的弹性顶子组件分别由顶子3、滚子8、弹垫4构成。其中顶子、滚子材料选择45钢调质处理，滚子内嵌于顶子中负责在动板的斜面上滚动并推动顶子垂直升降，顶子内嵌在定板的导向槽中，顶部粘接有橡胶板制作的弹垫，用来将垫料压合在裂缝区域，压合有效区域以裂缝为中心覆盖16mmx20mm，最小压边距离>2T。顶子组件精密小巧的双层镶嵌结构，使其能够内置在定板与动板的装配体中间，同时具备斜面滚动、垂向升降、弹性顶压三种能力，独立串列的布局，不仅能够完成每个裂缝区域的顶料压紧功能，还能消除波导的平面度误差造成的压合不紧密问题，满足裂缝加工需要。

[0033] 如图6所示，旋顶组件分别由镶块6、旋顶器9和紧固件10构成。其中镶块材料选择45钢淬火处理，旋顶器选用20号钢制作，紧固件为标准件M10螺母。旋顶器以小间隙配合方式嵌入定板，同时变径端嵌入动板开口槽内，用六方扳手转动旋顶器，动板可随双向滑动，顶子组件也随之升降，旋顶器变径端Ф6、Ф4的结构设计充分考虑到使用时推力远大于拉力的实际情况，顶子升到位后用M8螺母锁紧旋顶器即可上机床加工。

[0034] 如图7所示，侧垫的设计充分考虑到内置工装在安装准备过程中有可能碰伤波导内表面，为避免这一情况发生，在动板的两则嵌入聚四氟乙烯材料加工的侧垫，这样在置入波导管时就不会有碰撞发生，并且由于聚四氟乙烯的自润滑特点，加快了工装的安装效率。

[0035] 本发明使用时包括以下步骤：

[0036] 步骤一：将动板定板以叠装状态放置在钳工平台上，反转旋顶装置将所有顶子落下至最低位，首次使用应打表定板上表面确认高度一致，将准备好的垫料嵌入定板上的垫料槽中。

[0037] 步骤二：将工装导入待加工的波导管，安装固定好两端的限位扣板。

[0038] 步骤三：平置在钳工台上，用六方扳手转动顶丝，工装内的所有顶子同步上升将垫料顶靠在波导管内壁需加工裂缝的一侧，旋转至刻线后，精细调整固定顶丝，位置以测量波导47尺寸不变大为准。

[0039] 步骤四：将波导管连同工装固定在数控床上，采用合理的刀具和铣削参数加工所有裂缝。

[0040] 步骤五：将波导管连同工装从床面取出来，倒转旋顶装置，松开限位扣板，取出工装，裂缝加工完成。

[0041] 通过生产验证，使用内置串列滑动式顶压工装，能够发挥出数控铣床精密高效的铣削性能，加工4J36殷钢波导天线单元裂缝，不仅抑制住了波导管内壁毛刺的产生，效率与采用大型电火花加工、线切割等方式相比，至少提高25倍，同时也省去了电极的加工与消耗，综合成本大幅降低。

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