專利名稱：具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域；具體涉及一種以SiO^f維增韌的陶瓷基復(fù)合 材料為材質(zhì)，具有透波性能的復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置及加工方法。
背景技術(shù)：
在航空航天領(lǐng)域中，為提高航空器的整體性能指標(biāo)，滿足高速飛速快速反應(yīng)的要 求，一些關(guān)鍵零部件多采用耐高溫抗氧化材料的整體式結(jié)構(gòu)。同時(shí)，航空器的零部件多為 復(fù)雜曲面類產(chǎn)品，設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工工作量約占整個(gè)系統(tǒng)的65%以上；透波天線罩作 為航空器整流罩關(guān)鍵零部件有其自身特點(diǎn)，外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊等，影響著航空器飛行性 能。SiO2纖維增韌的SiO2陶瓷基復(fù)合材料以其優(yōu)異的機(jī)械性能做為天線罩的材料，其 材質(zhì)的特性之一是硬脆性；由于它具有極高的硬度和脆性，所以成型加工十分困難，特別是 曲面和成形孔的加工尤其困難，嚴(yán)重阻礙了應(yīng)用推廣；目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有很好的針對(duì)陶瓷材 料復(fù)雜曲面加工工藝方案，在國(guó)內(nèi)屬于技術(shù)空白；因此，沒(méi)有相應(yīng)可以借鑒的工藝方法和切 削參數(shù)，加工過(guò)程中的切削參數(shù)要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)獲得。為了保證透波天線罩的加工精度，特別是重復(fù)定位精度和工藝基準(zhǔn)，需要對(duì)其內(nèi) 外腔雙面進(jìn)行加工，更加困難的是技術(shù)要求天線罩的透波區(qū)壁厚控制在3以內(nèi)，并在它的 側(cè)面加工直徑# 3. 5mm深度達(dá)到35mm的細(xì)深孔。因此，在加工過(guò)程中，若切削參數(shù)不理想 極易發(fā)生破碎而導(dǎo)致整個(gè)零件報(bào)廢。另外，天線罩要有良好的透波性能，所以對(duì)其加工過(guò)程 中要制備特殊工裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠指導(dǎo)SiO2纖維增韌的SiO2陶瓷基復(fù)合材料的透波 天線罩加工制造工藝規(guī)程機(jī)器專用設(shè)備。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，其組成包括加工用的儲(chǔ)水 槽，所述的儲(chǔ)水槽內(nèi)裝有墊塊，所述的墊塊中間裝工件，所述的墊塊上裝有帶有長(zhǎng)圓孔的火 鉗，所述的火鉗在壓住加工工件時(shí)用螺栓固定在墊塊上，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)下方裝有出 水口，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)上方裝有進(jìn)水口。所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，所述的具有透波性能 的陶瓷基復(fù)雜曲面零件為透波天線罩，其下邊框尺寸長(zhǎng)度130mm、寬度120mm、高度16mm， 上凸臺(tái)尺寸長(zhǎng)度1202mm、寬度IlOmm;內(nèi)腔尺寸內(nèi)腔長(zhǎng)度IOOmm和內(nèi)腔寬度90mm，所述的 透波天線罩整體為透波區(qū)，所述的透波區(qū)壁厚為3mm，所述透波天線罩的尺寸的公差等級(jí)為 IT5 ；所述的透波天線罩機(jī)械加工裝置所加工工件的尺寸范圍是IOOmm 500mm。所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，所述的加工工件上的 鉆孔為8個(gè)，所鉆的孔直徑為# 3. 5mm,孔深為35mm的孔4個(gè)；所鉆的直徑為# 5. 5mm,孔深為35mm的孔4個(gè)。一種具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工方法，首先制定粗加工厚度、 然后進(jìn)行粗加工外形、內(nèi)腔，之后進(jìn)行精加工內(nèi)腔型面、在進(jìn)行精加工外形面、最后鉆孔，在 以上所述的加工過(guò)程中所用的冷卻液要用純水，所述的冷卻液中不允許帶有離子，在以上 所述的加工過(guò)程中不允許有金屬粉末與工件接觸，在以上所述的加工過(guò)程中在儲(chǔ)水槽內(nèi)裝 滿純水，使加工件侵入水中，即浸水式加工。所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工方法(1).粗加工厚度由于毛坯料是經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型的，所以加工余量就很大，且零件 毛坯表面不規(guī)則；為了便于裝卡和提供制造基礎(chǔ)，先要在厚度方向上進(jìn)行粗加工即上下兩 面銑平。(2).粗加工外形、內(nèi)腔由于零件要去除的余量很大，所以在這里要安排一道粗 加工程序；選用# IOmm平頭銑刀進(jìn)行銑削，留工藝余量單面0. 5mm。(3).精加工內(nèi)腔型面為了能夠具有良好的透波性能，所以要求曲面部分要具有 理論的型面，并且還要與外形面保持均勻的厚度3士0. 1mm，這一道工序選用# IOmm球頭銑 刀進(jìn)行銑削。(4).精加工外形面在這一道工序中，最應(yīng)該注意的是加工零件要與上一道工 序的零點(diǎn)重合，要保證最終整個(gè)弧頂?shù)暮穸染鶆颉?5).鉆孔在陶瓷零件上面鉆4個(gè)直徑# 3. 5mm深孔，用零件的側(cè)面定位，先用 Φ 3mm的刀具粗鉆，然后再擴(kuò)孔至尺寸# 3.5mm。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明是一種新型的加工方法，制作的加工工件精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。2.本發(fā)明是提供一套具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件新型機(jī)械加工方法，力口 工方法新穎，加工簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量好。3.本發(fā)明提高了具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件例如透波天線罩零件表面 的表面粗糙度，使其陶瓷基復(fù)合材料加工工件的表面更加光滑。4.本發(fā)明提高了具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件例如透波天線罩零件的加 工效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。5.本發(fā)明在提高加工效率和加工質(zhì)量的同時(shí)，在加工過(guò)程中零件無(wú)表面損傷和殘 余應(yīng)力。6.本發(fā)明可以將具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件的厚度加工至3mm，而不發(fā) 生脆性斷裂。7.本發(fā)明所加工的零件具有良好的透波能力，透波性據(jù)同行業(yè)之首。


附圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 具有透波性能的 陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，其組成包括具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件所用的儲(chǔ)水槽1，所述的儲(chǔ)水槽1內(nèi)裝有墊塊2，所述的墊塊2中間裝工件3，所述的墊塊2上裝有帶有長(zhǎng)圓孔的火鉗4，所述的火鉗4在壓住加工工件時(shí)用螺 栓5固定在墊塊2上，所述的儲(chǔ)水槽1外一側(cè)下方裝有出水口 6，所述的儲(chǔ)水槽1外一側(cè)上 方裝有進(jìn)水口 7。實(shí)施例2 實(shí)施例1所述的透波天線罩的機(jī)械加工裝置，所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜 曲面零件，例如透波天線罩的尺寸包括外形尺寸和內(nèi)腔尺寸，所述的外形尺寸包括下邊框 尺寸和上凸臺(tái)尺寸，所述的下邊框尺寸包括長(zhǎng)度所述的雷達(dá)天線罩尺寸包括外形尺寸和內(nèi) 腔尺寸，所述的外形尺寸包括，下邊框長(zhǎng)度130士°α(ι2_，寬度120士°α(ι2_，所述的下邊框高 度16士0. 1mm，所述的上凸臺(tái)長(zhǎng)度120士°a(12mm，所述的上凸臺(tái)寬度110士°a(12mm ；所述的內(nèi)腔 尺寸包括，內(nèi)腔長(zhǎng)度100士0. 1mm，寬度90士0. 1mm，為了保證該零件良好的透波能力，所述 的透波區(qū)壁厚為3士°α 5πιπι。所述透波天線罩的尺寸的公差等級(jí)為ΙΤ5 ；所述的透波天線罩機(jī)械加工裝置所加 工工件的尺寸范圍是IOOmm 500mm。所述的透波天線罩的機(jī)械加工裝置，所述的加工工件需要鉆孔，所述的鉆孔為8 個(gè)，所鉆的孔直徑為# 3. 5mm,孔深為35mm的孔4個(gè)；所鉆的直徑為# 5. 5mm,孔深為35mm 的孔4個(gè)。實(shí)施例3 實(shí)施例1具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件的機(jī)械加工方法，所述的加工方 法首先制定粗加工厚度、然后進(jìn)行粗加工外形、內(nèi)腔，之后進(jìn)行精加工內(nèi)腔型面、在進(jìn)行精 加工外形面、最后鉆孔，在以上所述的加工過(guò)程中所用的冷卻液要用純水，所述的冷卻液中 不允許帶有離子，在以上所述的加工過(guò)程中不允許有金屬粉末與工件接觸，在以上所述的 加工過(guò)程中在儲(chǔ)水槽內(nèi)裝滿純水，使加工件侵入水中，即浸水式加工。所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件的加工方法(1).粗加工厚度由于天線罩的毛坯料是經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型的，所以加工余量就很 大，且零件毛坯表面不規(guī)則；為了便于裝卡和提供制造基礎(chǔ)，先要在厚度方向上進(jìn)行粗加工 即上下兩面銑平。(2).粗加工外形、內(nèi)腔由于零件要去除的余量很大，所以在這里要安排一道粗 加工程序；選用# IOmm平頭銑刀進(jìn)行銑削，留工藝余量單面0. 5mm。(3).精加工內(nèi)腔型面天線罩為了能夠具有良好的透波性能，所以要求曲面部分 要具有理論的型面，并且還要與外形面保持均勻的厚度3士0. 1mm，這一道工序選用# IOmm 球頭銑刀進(jìn)行銑削。(4).精加工外形面在這一道工序中，最應(yīng)該注意的是加工零件要與上一道工 序的零點(diǎn)重合，要保證最終整個(gè)弧頂?shù)暮穸染鶆颉?5).鉆孔在陶瓷零件上面鉆4個(gè)直徑# 3. 5mm深孔，用零件的側(cè)面定位，先用 Φ 3mm的刀具粗鉆，然后再擴(kuò)孔至尺寸# 3.5mm。
權(quán)利要求
一種具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，其組成包括加工用的儲(chǔ)水槽，其特征是所述的儲(chǔ)水槽內(nèi)裝有墊塊，所述的墊塊中間裝工件，所述的墊塊上裝有帶有長(zhǎng)圓孔的火鉗，所述的火鉗在壓住加工工件時(shí)用螺栓固定在墊塊上，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)下方裝有出水口，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)上方裝有進(jìn)水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，其 特征是所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件為透波天線罩，其下邊框尺寸長(zhǎng)度 130mm、寬度120mm、高度16mm，上凸臺(tái)尺寸長(zhǎng)度1202mm、寬度110mm ；內(nèi)腔尺寸內(nèi)腔長(zhǎng)度 100mm和內(nèi)腔寬度90mm，所述的透波天線罩整體為透波區(qū)，所述的透波區(qū)壁厚為3mm，所述 透波天線罩的尺寸的公差等級(jí)為IT5 ；所述的透波天線罩機(jī)械加工裝置所加工工件的尺寸 范圍是100mm 500mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置，其特征 是所述的加工工件上的鉆孔為8個(gè)，所鉆的孔直徑為f 3. 5mm,孔深為35mm的孔4個(gè)；所 鉆的直徑為# 5. 5mm,孔深為35mm的孔4個(gè)。
4.一種具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工方法，其特征是首先制定粗加 工厚度、然后進(jìn)行粗加工外形、內(nèi)腔，之后進(jìn)行精加工內(nèi)腔型面、在進(jìn)行精加工外形面、最后 鉆孔，在以上所述的加工過(guò)程中所用的冷卻液要用純水，所述的冷卻液中不允許帶有離子， 在以上所述的加工過(guò)程中不允許有金屬粉末與工件接觸，在以上所述的加工過(guò)程中在儲(chǔ)水 槽內(nèi)裝滿純水，使加工件侵入水中，即浸水式加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工方法，其特征是(1).粗加工厚度由于毛坯料是經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型的，所以加工余量就很大，且零件毛坯 表面不規(guī)則；為了便于裝卡和提供制造基礎(chǔ)，先要在厚度方向上進(jìn)行粗加工即上下兩面銑 平。(2).粗加工外形、內(nèi)腔由于零件要去除的余量很大，所以在這里要安排一道粗加工 程序；選用# 10mm平頭銑刀進(jìn)行銑削，留工藝余量單面0. 5mm。(3).精加工內(nèi)腔型面為了能夠具有良好的透波性能，所以要求曲面部分要具有理論 的型面，并且還要與外形面保持均勻的厚度3士0. 1mm，這一道工序選用# 10mm球頭銑刀進(jìn) 行銑削。(4).精加工外形面在這一道工序中，最應(yīng)該注意的是加工零件要與上一道工序的 零點(diǎn)重合，要保證最終整個(gè)弧頂?shù)暮穸染鶆颉?5).鉆孔在陶瓷零件上面鉆4個(gè)直徑#3. 5mm深孔，用零件的側(cè)面定位，先用# 3mm 的刀具粗鉆，然后再擴(kuò)孔至尺寸# 3.5mm。
全文摘要
具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工裝置及方法。航空器的零部件多為復(fù)雜曲面類產(chǎn)品，設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工工作量約占整個(gè)系統(tǒng)的65％以上；透波天線罩作為航空器整流罩關(guān)鍵零部件有其自身特點(diǎn)，外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊等，影響著航空器飛行性能。本發(fā)明組成包括儲(chǔ)水槽(1)，所述的儲(chǔ)水槽內(nèi)裝有墊塊(2)，所述的墊塊中間裝工件(3)，所述的墊塊(2)上裝有帶有長(zhǎng)圓孔的火鉗(4)，所述的火鉗在壓住加工工件時(shí)用螺栓(5)固定在墊塊上，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)下方裝有出水口(6)，所述的儲(chǔ)水槽外一側(cè)上方裝有進(jìn)水口(7)。本發(fā)明用于SiO2纖維增韌的SiO2陶瓷基復(fù)合材料，特別是具有透波性能的陶瓷基復(fù)雜曲面零件機(jī)械加工。
文檔編號(hào)B28D1/32GK101856843SQ201010185929
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者劉運(yùn)風(fēng), 尹博, 席承菊, 李選琦, 肖波, 荊君濤, 趙鴻 申請(qǐng)人:航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司