CN110871369A - 一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置及加工方法，定位装置包括：内型面加工定位装置，所述内型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行内型面的加工；所述内型面加工定位装置包括底板和竖直设置在所述底板上的立板；初找正装置，所述初找正装置用于对所述罩体进行初步找正，便于对所述罩体进行定位基准的加工；外型面加工定位装置，所述外型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行外型面的加工；本发明利用初找正装置进行机械找正，完成天线罩毛坯初次定位、找正；结合内外型面加工定位装置上的定位基准进行精准定位，装夹过程快速、定位精度高、一致性高，效率大幅提高，罩体加工精度有效得到保证。

Description

一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置及加工方法

技术领域

本发明属于天线罩的机械加工领域，具体涉及一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置及加工方法。

背景技术

天线罩是保护导弹导引头天线在恶劣环境下正常工作的重要功能结构件，承担着高温透波、防热、隔热等作用。目前导弹普遍采用薄壁异形陶瓷天线罩，由于自身成型工艺特点，异形陶瓷天线罩成型毛坯表面极为粗糙，需要通过后续机械加工来满足尺寸精度及电厚度指标要求。但由于该种异形陶瓷天线罩形状结构复杂，薄壁易变形等，壁厚均匀性要求高，但是没有明确的加工基准特征，且内部编织纤维层不能被加工错位而破坏，其加工难度极大，主要加工难点如下：

(1)传统两轴数控车床仅适用于回转体天线罩加工，无法满足异形非回转陶瓷天线罩加工要求，该种薄壁、封闭、深腔构件需要大行程多轴数控设备才能满足加工要求；

(2)天线罩毛坯的装夹、定位难度大：天线罩为空间异形结构，织物结构按照理论模型进行编织，但由于自身成型特性所限，毛坯表面极为粗糙，无法根据外观某一特征进行明确定位，加工中不允许纤维层有较大层间错位。罩体毛坯初设置的加工基准误差极易导致最终加工产品报废。另外，罩体毛坯外表面粗糙，很难实现牢固装夹定位。因此，毛坯最初空间位置精确定位、牢固装夹是产品能否加工合格的技术难点之一。

(3)天线罩加工精度难控制；天线罩结构尺寸大，空间异形，狭窄深腔，薄壁，头锥封闭等特点，加工装夹极易产生变形，稍许变形即会导致内、外型面两次加工空间位置错位，各点厚度尺寸会出现较大偏差；罩体整体长度大，特别是内型面加工时很难使罩体装夹保持轴线正直状态，俯仰和偏摆两个方向角度稍微偏斜即会导致母线各点厚度较大偏差；天线罩内、外型面需要分别进行加工，罩体需要重新装夹定位，两次装夹状态极难保证完全一致，加工基准极难传递，这就会使内、外型面两次加工型面错位，整体壁厚就产生误差，这是天线罩加工的最大技术难点。

目前该种薄壁异形陶瓷天线罩加工存在成本高、周期长、加工精度低的问题，需要发明设计一种适于该零件实际生产的高效加工方法，以降低操作工人装夹找正时间，显著缩短加工周期，降低成本，提高加工精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置及加工方法，以至少解决现有薄壁异形陶瓷天线罩实际加工生产存在的罩体毛坯初加工基准设置、装夹定位、加工精度控制困难等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，所述天线罩包括罩体，所述天线罩为空腔锥形结构，所述定位装置包括：

内型面加工定位装置，所述内型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行内型面的加工；所述内型面加工定位装置包括底板和竖直设置在所述底板上的立板，所述立板上设有空腔，所述罩体能够伸入所述所述空腔内并通过所述空腔支撑固定所述罩体；

初找正装置，所述初找正装置用于对所述罩体进行初步找正，便于对所述罩体进行定位基准的加工；所述初找正装置的端部设有异形圆台，所述异形圆台外侧面与所述罩体的部分内型面形状相同；

外型面加工定位装置，所述外型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行外型面的加工；所述外型面加工定位装置包括定位圆盘，所述定位圆盘上设置有定位基准，所述定位圆盘上的定位基准与所述罩体上的定位基准配合设置，所述定位圆盘与机床的数控转台配合并固定在所述数控转台上。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，所述立板包括沿罩体轴线方向依次设置的第一立板、第二立板和第三立板，所述第一立板、所述第二立板和所述第三立板的空腔依次变小，所述第一立板和所述第二立板上均设置有调节支撑结构，所述第一立板上还设置有沿周向均匀分布的端面压板，用于对所述罩体的扩口部端面固定压紧；

优选地，所述第一立板上的所述调节支撑结构有八个，所述第二立板上的所述调节支撑结构有四个；

再优选地，在所述第三立板上并朝向所述第二立板的端面上设置有头锥环，所述头锥环为内表面异形的圆环体，所述头锥环的内表面与所述罩体的头部外形一致；

再优选地，所述头锥环的材质为尼龙材料。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，

所述调节支撑结构包括支撑杆和支撑块，所述支撑块设置在所述第一立板或者所述第二立板的内部，所述支撑块用于贴合并压紧所述罩体的外表面，所述支撑杆由所述第一立板或者所述第二立板的外部穿过所述第一立板或者所述第二立板后与所述支撑块连接，所述支撑杆能够控制所述支撑块远离或者靠近所述罩体；

优选地，在所述第一立板上和第二立板的端面上设置有环形凸楞，所述支撑块设置在所述环形凸楞的内部；

所述支撑杆由所述环形凸楞的外部穿过所述环形凸楞后与所述支撑块连接，所述支撑杆能够控制所述支撑块远离或者靠近所述罩体。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，所述初找正装置还包括圆柱体和长方体，所述圆柱体的一端与所述异形圆台的大端连接、另一端与所述长方体的一端连接，所述异形圆台、所述圆柱体和所述长方体的中心轴线重合；

优选地，所述异形圆台的材质为尼龙材料，所述圆柱体和所述长方体的材质为铝合金；

再优选地，所述长方体的中心设有中心孔，所述中心孔的轴线与所述长方体的中心线同轴。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，所述罩体上的定位基准包括设置在端面的端面凹槽；所述定位圆盘上的定位基准包括端面凸台，所述端面凸台与所述端面凹槽配合，对所述罩体进行定位；

优选地，所述端面凹槽有四个，呈十字型分布在所述罩体的端面；

再优选地，所述罩体的壁面设置有压紧凹槽，所述定位圆盘的上表面设置有压紧压板，所述压紧压板能够抵接在所述压紧凹槽内，对所述罩体进行固定。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，所述定位圆盘上还设置有直平面，所述直平面由垂直于所述定位圆盘的平面切掉一部分形成，剩余的所述定位圆盘的横截面为优弧。

在如上所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，优选，所述内型面加工定位装置还包括十字架，所述十字架能够卡入所述端面凹槽内，所述十字架通过销钉固定在所述第一立板上；

优选地，所述十字架的中心轴线与所述头锥环的中心轴线重合。

一种定位装置加工薄壁异形陶瓷天线罩的方法，包括如下步骤：

步骤S1、罩体毛坯初定位找正、预置基准

将天线罩罩体毛坯均匀打磨后，安装到内型面加工定位装置内，将初找正装置***到所述罩体内，通过所述初找正装置形位特征精度找正所述罩体毛坯，然后撤掉所述初找正装置，加工出所述罩体上的定位基准；

步骤S2、外型面粗加工

利用外型面加工定位装置装夹固定所述罩体，根据所述外型面加工定位装置上的定位基准特征设定机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对所述罩体进行外型面磨削粗加工；

步骤S3、内型面粗加工

拆卸经过外型面粗加工后的所述罩体，将所述罩体毛坯安装固定在内型面加工定位装置上，利用十字架定位所述罩体毛坯，进而通过所述十字架和所述罩体毛坯端面设置机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对所述罩体进行内型面磨削粗加工；

步骤S4、外型面精加工

拆卸经过内型面粗加工后的所述罩体，对所述步骤S3粗加工后的罩体进行表面浮胶处理，然后如所述步骤S2装夹定位所述罩体，对所述罩体毛坯进行外型面磨削精加工；

步骤S5、内型面精加工

拆卸经过外型面精加工后的所述罩体，如所示步骤S3装夹定位所述罩体，对所述罩体毛坯进行内型面磨削精加工；

步骤S6、去除端面加工余量并测量精度

分区域磨削去除所述罩体毛坯的端面余量，形成成品天线罩；然后拆卸天线罩，检测所述天线罩整体尺寸精度和形位精度。

在如上所述的方法，优选，所述步骤S5中，对所述罩体毛坯进行内型面精加工过程中还包括对所述罩体的在线厚度检测，并按照所述罩体厚度上限值对罩体的内型面精加工；

优选地，进行在线厚度检测时采用关节臂三坐标检测所述罩体的一级锥壁厚值。

在如上所述的方法，优选，所述步骤S2～S4中对所述罩体进行磨削加工时采用金刚石砂轮分道次对所述罩体毛坯的外型面或者内型面进行四轴联动数控磨削加工。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

(1)本发明设计的初找正装置，通过机械找正方法，直接通过百分表等常规仪器完成封闭异形深腔天线罩毛坯初次定位、找正，解决了由于毛坯表面粗糙无法借助激光测量仪等高精度量具测量定位难题；

(2)本发明设计的利用天线罩的罩体装夹余量段预置端面凹槽特征，并结合加工定位装置上的端面凸台、十字架结构，解决了内、外型面两次加工、两次装夹的准确定位、基准传递问题；

(3)本发明设计的内、外型面加工定位装置，仅需控制定位装置制造精度，将加工定位装置在机床上找正装夹固定，再将罩体毛坯直接通过机械连接装夹固定在加工定位装置上，罩体无需再进行繁琐的找正，一次性直接完成罩体毛坯精确定位、装夹固定，整个装夹过程快速、定位精度高、一致性高，有效降低了操作工人劳动成本，效率大幅提高，罩体加工精度有效得到保证。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明的薄壁异形陶瓷天线罩毛坯的结构示意图；

图2为本发明的罩体毛坯初定位找正装配示意图；

图3为本发明的内型面加工定位装置和初找正装置结构示意图；

图4为本发明的预置加工基准后的罩体毛坯示意图；

图5为本发明的罩体外型面加工装配示意图；

图6为本发明的外型面加工定位装置结构示意图；

图7为本发明的罩体内型面加工装配示意图；

图8为本发明的十字架结构示意图；

图9为本发明的端面压板结构示意图；

图10为本发明的调节支撑结构的结构示意图。

图中：1、天线罩；11、端面凹槽；12、压紧凹槽；13、上表面；2、内型面加工定位装置；21、第一立板；22、第二立板；23、第三立板；24、底板；25、端面压板；26、支撑块；27、支撑杆；28、头锥环；29、十字架；210、联接压板；3、初找正装置；31、异形圆台；32、圆柱体；33、长方体；4、外型面加工定位装置；41、定位圆盘；42、端面凸台；43、压紧压板；44、中心轴；45、直平面；46、台阶圆盘；47、圆轴；5、销钉。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供了一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，本发明中的天线罩包括罩体，薄壁异形天线罩为空腔锥形结构，天线罩的横截面为半圆和半椭圆的连接结构，其内腔深度大、封闭、狭窄。对于薄壁天线罩的壁厚，头锥顶部一级锥的壁厚为3.5-4.5mm，扩口端根部二级锥的壁厚为10-14mm(比如11mm、12mm、13mm、14mm)，优选为12mm。一般天线罩均有一级锥和二级锥，一级锥主要起透波等电性能作用，壁厚精度要求比较高，二级锥用于装配金属连接环，通过连接环与弹体连接，一级锥通常指的是天线罩头锥顶部的大部分区域，二级锥是指的扩口端的根部区域。

本发明实施例的定位装置包括：

内型面加工定位装置2，内型面加工定位装置2用于装夹固定罩体，便于对罩体进行内型面的加工；内型面加工定位装置2包括底板24和竖直设置在底板24上的立板，立板上设有空腔，罩体能够伸入到空腔内并通过空腔支撑固定罩体；优选地，内型面加工定位装置2主要材质为304不锈钢材料制造。

在本发明的具体实施例中，立板包括沿罩体轴线方向依次设置的第一立板21、第二立板22和第三立板23，其中底板24和立板为焊接固定结构，当然在其他实施例中也可以采用螺栓连接、铆接等其他连接方式，本发明对比不做限定。第一立板21、第二立板22和第三立板23的空腔依次变小，优选地，第三立板23上设置有头锥环28，在第三立板23上并朝向第二立板22的端面上设置有头锥环28，头锥环28为内表面异形的圆环体，头锥环28的内表面与罩体的头部外形一致，头锥环28与第三立板23螺钉固定；优选地，头锥环28的材质为尼龙材料。第一立板21和第二立板22上均设置有调节支撑结构，用于对罩体的外侧面进行压紧支撑，第一立板21上还设置有沿第一立板21的空腔周向均匀分布的端面压板25，用于对罩体的扩口部端面固定进行定位，本发明的具体实施例中端面压板25有四个，四个端面压板25沿第一立板21的空腔的周向均匀分布。

本发明的具体实施例中，如图9中所示，端面压板25包括长方形平板和螺杆、压紧螺母，长方形平板上设置有长方形贯穿孔，在第一立板21朝向罩体扩口端的端面上设置有螺孔，螺杆穿过贯穿孔旋入螺孔内部，通过平板的端部将罩体端面压紧，并通过压紧螺母将长方形平板压紧固定；优选地，螺杆、压紧螺母均有两个。

优选地，第一立板21上的调节支撑结构有八个，第二立板22上的调节支撑结构有四个；根据罩体内部截面大小不同，对于截面较大的部位采用多个调节支撑结构有利于罩体外型面的压紧，加工时更平稳，加工精度高。

在本发明的具体实施例中，调节支撑结构包括支撑杆27和支撑块26，支撑块26设置在第一立板21或者第二立板22的内部，支撑块26用于贴合并压紧罩体的外表面，支撑杆27由第一立板21或者第二立板22的外部穿过第一立板21或者第二立板22后与支撑块26连接，支撑杆27能够控制支撑块26远离或者靠近罩体。优选地，在第一立板21上和第二立板22的同侧端面上设置有环形凸楞，环形凸楞方便放置支撑杆27和支撑块26，环形凸楞均设置在第一立板21上和第二立板22靠近罩体扩口部的端面上，设置在第一立板21上的环形凸楞的内表面与第一立板21上空腔的内表面共面，设置在第二立板22的环形凸楞的内表面与第二立板22上空腔的内表面共面，支撑块26设置在环形凸楞的内部；支撑杆27由环形凸楞的外部穿过环形凸楞后与支撑块26连接，支撑杆27能够控制支撑块26远离或者靠近罩体。

在本发明的具体实施例中，如图10所示，支撑杆27为球头调节螺杆，调节支撑结构还包括联接压板210，支撑块26与支撑杆27的接触部位为球形凹槽，支撑杆27的球头凸起部嵌入球形凹槽内，优选地，球形凹槽和球形凸起部曲率相同；在支撑块26的背部(即远离罩体方向)设置有联接压板210，通过螺钉将连接压板和支撑块26连接，将支撑杆27与支撑块26连接在一起，在第一立板21和第二立板22上的环形凸楞上设有螺纹孔，支撑杆27穿过螺纹孔与支撑块26连接，通过对球头调节螺杆的旋进或旋出，控制支撑块26远离或者靠近罩体。

在本发明的具体实施例中，内型面加工定位装置2还包括十字架29，十字架29能够卡入端面凹槽11内，十字架29的宽度与端面凹槽11的宽度相匹配，十字架29通过销钉5固定在第一立板21上，第一立板21上设置有相应的销钉5孔；优选地，十字架29的中心轴44线与头锥环28的中心轴44线重合。

初找正装置3，初找正装置3用于对罩体进行初步找正，便于对罩体进行定位基准的加工；初找正装置3的端部设有异形圆台31，异形圆台31外侧面与罩体的一段内型面形状相同；异形圆台31的外形结构与罩体的一段内型面相吻合。

本发明的具体实施例中，初找正装置3为组合结构体，初找正装置3还包括圆柱体32和长方体33，圆柱体32的一端与异形圆台31的大端连接，另一端与长方体33的一端连接，异形圆台31、圆柱体32和长方体33的中心轴44线重合；长方体33的中心设有中心孔，中心孔的轴线与长方体33的中心线同轴，用于验证加工制造精度；优选地，异形圆台31的材质为尼龙材料，圆柱体32和长方体33的材质为铝合金。异形圆台31与陶瓷罩体配合，为防止磕伤罩体，选择有一定硬度的尼龙材料，圆柱体32及长方体33起连接和找正作用，需要选用较高硬度的金属材料，但为了减轻初找正装置3的重量，因此选用铝合金材料。

外型面加工定位装置4，外型面加工定位装置4用于装夹固定罩体，便于对罩体进行外型面的加工；外型面加工定位装置4包括定位圆盘41，定位圆盘41上设置有定位基准，定位圆盘41上的定位基准与罩体上的定位基准配合设置。定位圆盘41与卧式数控转台配合连接，数控转台是数控机床的标准附件，数控转台装夹固定在机床工作台面上，优选地，定位圆盘41下方设置有台阶圆盘46，通过螺杆、螺母及标准压板压紧台阶圆盘46，使之与卧式数控转台进行固定；台阶圆盘46下方设置有高精度的圆轴47，通过高精度的圆轴47***卧式数控转台中心孔内与卧式数控转台中心孔小间隙配合。通过数控转台的旋转带动外型面加工定位装置4的旋转，进而对罩体的外型面进行加工。

优选地，外型面加工定位装置4采用304不锈钢材料制造，卧式数控转台固定于机床台面上。

本发明的具体实施例中，罩体上设置的定位基准包括呈十字交叉的端面凹槽11；优选地，端面凹槽11有四个，呈十字型分布在罩体的端面；压紧凹槽12也为四个，沿罩体的周向均匀分布；定位圆盘41上的定位基准特征包括端面凸台42，端面凸台42设置在定位圆盘41的上部，并呈十字形分布，端面凹槽11和端面凸台42的宽度相匹配，密切配合对罩体进行定位；罩体的壁面设置有压紧凹槽12，定位圆盘41的上表面13设置有压紧压板43，压紧压板43抵接在压紧凹槽12内并固定罩体，定位圆盘41上设置有四个均匀分布的圆盘凹槽，圆盘凹槽上方设置有柱体，柱体上设置有压紧压板43，压紧压板43通过螺栓螺母固定在柱体上；端面凸台42与端面凹槽11采用小间隙配合，压紧压板43抵接在压紧凹槽12内，分别对罩体定位和固定。

优选地，定位圆盘41上还设置有直平面45，直平面45由垂直于定位圆盘41的平面切掉一部分形成，剩余的定位圆盘41的横截面为优弧，即定位圆盘41有一个端面为直平面45，用于加工时的罩体空间定位。

为了进一步理解本发明中的薄壁异形陶瓷天线罩1的定位装置，本发明还提供了一种薄壁异形陶瓷天线罩1的加工方法，包括如下步骤：

步骤S1、罩体毛坯初定位找正、预置基准

将天线罩1罩体毛坯均匀打磨后，安装到内型面加工定位装置2内，将初找正装置3***到罩体内，通过初找正装置3形位特征精度找正罩体毛坯，然后撤掉初找正装置3，加工出罩体上的定位基准；

步骤S2、外型面粗加工

利用外型面加工定位装置4装夹固定罩体，根据外型面加工定位装置4上的定位基准特征设定机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对罩体进行外型面磨削粗加工；

步骤S3、内型面粗加工

拆卸经过外型面粗加工后的罩体，将罩体毛坯安装固定在内型面加工定位装置2上，利用十字架29定位罩体毛坯，进而通过十字架29和罩体毛坯端面设置机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对罩体进行内型面磨削粗加工；

步骤S4、外型面精加工

拆卸经过内型面粗加工后的罩体，对步骤S3粗加工后的罩体进行表面浮胶处理，然后如步骤S2装夹定位罩体，对罩体毛坯进行外型面磨削精加工；

步骤S5、内型面精加工

拆卸经过外型面精加工后的罩体，如所示步骤S3装夹定位罩体，对罩体毛坯进行内型面磨削精加工；优选地，对罩体毛坯进行内型面精加工过程中还包括对罩体的在线厚度检测，并按照罩体厚度上限值对罩体的内型面精加工；优选地，进行在线厚度检测时采用关节臂三坐标检测罩体的一级锥的壁厚值。

步骤S6、去除端面加工余量并测量精度

分区域磨削去除罩体毛坯的端面余量，形成成品天线罩1；然后拆卸天线罩1，检测天线罩1整体尺寸精度和形位精度。

在使用本发明中的定位装置对异形薄壁陶瓷异形天线罩1的内外型面精密加工具体操作过程如下：

步骤(一)：采用板锉、氧化铝砂纸等工具对天线罩1毛坯的头锥外型面手工均匀打磨，去掉表面浮胶即可；采用氧化铝砂纸将天线罩1毛坯的内型面进行进行均匀打磨，使表面无浮胶、残渣。

步骤(二)：将内型面加工定位装置2吊装在机床台面上，并使用百分表找正立板(将百分表固定在机床主轴上，通过百分表跳动量检测第一立板21直线度，使其与机床X轴平行)，使用标准压板压紧底板24，固定整个定位装置；将天线罩1毛坯装入内型面加工定位装置2(如图2所示)，天线罩1头锥段装入头锥环28内，第一立板21和第二立板22上的正下方调节支撑结构中的支撑块26)托住罩体；将初找正装置3***天线罩1毛坯中，要求配合间隙最小；通过调整天线罩1毛坯的位置状态，结合百分表使得初找正装置3的长方体33的上平面、侧平面直线度及圆柱体32的直线度，三者均小于0.1mm表明罩体处于找正状态；长方体33中心点设置为X轴、Y轴零点；通过端面压板25压紧罩体，再旋调第一立板21和第二立板22上的多个支撑块26从侧向支撑罩体，然后撤掉初找正装置3。

采用金刚石砂轮在罩体毛坯装夹余量段外侧面铣磨四个压紧凹槽12(如图4所示)，使用压紧压板43通过压紧凹槽12压紧罩体；铣平罩体端面，使用一根直杆测出罩体毛坯内头锥顶点距端面距离L，加上4mm余量，大端余量H＝L+4-L1(L1为罩体目标产品内头锥顶点与底面距离，其中罩体的底面和端面均指的是罩体扩口部最外层所在平面)。通常，天线罩的目标产品罩体长度为630-670mm(比如632mm、635mm、638mm、640mm、642mm、645mm、650mm、655mm、660mm、665mm)，优选为650mm，二级锥长度为60-80mm(比如62mm、64mm、66mm、68mm、70mm、72mm、74mm、76mm、78mm)，优选为70mm，二级锥和一级锥之间设有拐点，大端余量为50-60mm(比如52mm、54mm、56mm、58mm)，优选为55mm。使用金钢石砂轮按模型加工在罩体毛坯底面加工出十字交叉型的端面凹槽11，端面凹槽11的的宽度a比后续外型面加工定位装置4上的端面凸台42、以及内型面加工定位装置2的十字架29宽度稍大(0.04mm内)，端面凹槽11水平、竖直，且中分面交点为X轴、Y轴零点。罩体毛坯完成初定位、加工基准再预置过程。

步骤(三)：将装夹固定在卧式数控转台上的外型面加工定位装置4整体吊装在机床台面上，采用标准压板、螺杆及螺母将卧式数控转台装夹固定于机床台面上，再以外型面加工定位装置4直平面45找正，与机床X轴平行，设置成B轴零点(这里B轴指的是回转轴，围绕Y轴旋转的轴称为B轴，因此B轴也要设置一个0°加工基准点)；再以中心轴44设置X轴、Z轴基准零点，工装上表面13必须与罩体底面紧密贴合，此面设置成Y轴基准零点。按图5所示装配罩体，并用压紧压板43压紧罩体毛坯侧面四个压紧凹槽12边，端面凸台42***端面凹槽11内，确保罩体与定位装置上表面13间隙值不大于0.02mm。将罩体理论模型大端面按照余量H延伸，将模型坐标系零点设置在底部中心点位置，保证与机床加工坐标系一致。采用金刚石砂轮按理论模型偏置1mm加工余量分两道次进行外型面粗加工。选择主轴转速2000～3000r/min，刀具进给速度1000～1500mm/min，单次吃刀量1～3mm。

步骤(四)：将内型面加工定位装置2吊装上机床台面，采用标准压板、螺杆及螺母将其装夹固定于机床台面上，确保底板24与台面间隙小于0.01mm，将第一立板21设置与X轴平行一致；再以头锥环28中心设置成X轴、Y轴基准零点。如图7所示装夹罩体毛坯，首先将罩体毛坯塞进内型面加工定位装置2，再将十字架29装进端面凹槽11，调整罩体毛坯，使十字架29上的两个销钉5顺利***十字架29和内型面加工定位装置2上的销钉孔。用四个端面压板25压紧罩体端面后，依次旋调中间第二立板22的四个支撑块26和大端第一立板21的八个支撑块26贴住罩体表面即可。以罩体毛坯底面设置Z轴基准零点。将罩体模型按实际装配空间位置调成一致，基准零点在底面中心点。采用金刚石砂轮按理论模型偏置1mm加工余量分两道次进行内型面数控磨削加工。选择主轴转速2000～3000r/min，刀具进给速度1000～1500mm/min，单次吃刀量1～3mm。

步骤(五)，对经过外型面和内型面粗加工处理返回的罩体表面进行浮胶打磨处理，尤其是端面、定端面凹槽11和外头锥表面进行细致处理，无残渣、光滑即可，准备精加工。

步骤(六)及步骤(七)，对罩体分别进行外型面加工定位装置4和内型面加工定位装置2的装夹定位，罩体装夹定位步骤与之前粗加工完全一致。如步骤(三)和步骤(四)一样设定加工基准、装夹罩体。采用金刚石砂轮按照理论模型分别进行毛坯外型面四轴联动数控磨削精加工，以及内型面的磨削半精加工。其中步骤(六)中外型面加工定位装置4装夹好罩体后，对外头锥进行圆跳动检测，若跳动量值大于0.3mm，需对罩体底面重新处理，降低头锥圆跳动。

步骤(八)，采用关节臂三坐标对内型面半精加工的罩体进行在线检测一级锥的壁厚；一级锥整个壁厚均匀性对于天线罩1来说非常关键，直接影响天线罩1的透波性能，是最关键指标；若壁厚均匀性大于±0.1mm，需对X轴、Y轴基准零点进行适当微调后再进行下道工序。

步骤(九)，根据所测数值，按壁厚上限值精确设定精加工吃刀量，精加工内型面。

步骤(十)，分区域松开一个端面压板25，精确数控磨削去除端面长度方向余量，换区域时端面用百分表检测确保天线罩1在轴线方向无窜动。

步骤(十一)：将加工完毕的天线罩1从工装上拆除，再采用关节臂三坐标整体检测天线罩1整体尺寸精度及形位精度，得到合格的天线罩1产品。

综上所述，本发明设计的初找正装置，通过机械找正方法，直接通过百分表等常规仪器完成封闭异形深腔天线罩毛坯初次定位、找正，解决了由于毛坯表面粗糙无法借助激光测量仪等高精度量具测量定位难题。利用天线罩的罩体装夹余量段预置端面凹槽特征，并结合加工定位装置上的端面凸台、十字架结构，解决了内、外型面两次加工、两次装夹的准确定位、基准传递问题。内、外型面加工定位装置，仅需控制定位装置制造精度，将加工定位装置在机床上找正装夹固定，再将罩体毛坯直接通过机械连接装夹固定在加工定位装置上，罩体无需再进行繁琐的找正，一次性直接完成罩体毛坯精确定位、装夹固定，整个装夹过程快速、定位精度高、一致性高，有效降低了操作工人劳动成本，效率大幅提高，罩体加工精度有效得到保证。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，所述天线罩包括罩体，所述天线罩为空腔锥形结构，其特征在于，所述定位装置包括：

内型面加工定位装置，所述内型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行内型面的加工；所述内型面加工定位装置包括底板和竖直设置在所述底板上的立板，所述立板上设有空腔，所述罩体能够伸入所述所述空腔内并通过所述空腔支撑固定所述罩体；

初找正装置，所述初找正装置用于对所述罩体进行初步找正，便于对所述罩体进行定位基准的加工；所述初找正装置的端部设有异形圆台，所述异形圆台外侧面与所述罩体的部分内型面形状相同；

外型面加工定位装置，所述外型面加工定位装置用于装夹固定所述罩体，便于对所述罩体进行外型面的加工；所述外型面加工定位装置包括定位圆盘，所述定位圆盘上设置有定位基准，所述定位圆盘上的定位基准与所述罩体上的定位基准配合设置，所述定位圆盘与机床的数控转台配合并固定在所述数控转台上。

2.如权利要求1所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，所述立板包括沿罩体轴线方向依次设置的第一立板、第二立板和第三立板，所述第一立板、所述第二立板和所述第三立板的空腔依次变小，所述第一立板和所述第二立板上均设置有调节支撑结构，所述第一立板上还设置有沿周向均匀分布的端面压板，用于对所述罩体的扩口部端面固定压紧；

优选地，所述第一立板上的所述调节支撑结构有八个，所述第二立板上的所述调节支撑结构有四个；

再优选地，在所述第三立板上并朝向所述第二立板的端面上设置有头锥环，所述头锥环为内表面异形的圆环体，所述头锥环的内表面与所述罩体的头部外形一致；

再优选地，所述头锥环的材质为尼龙材料。

3.如权利要求2所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，

所述调节支撑结构包括支撑杆和支撑块，所述支撑块设置在所述第一立板或者所述第二立板的内部，所述支撑块用于贴合并压紧所述罩体的外表面，所述支撑杆由所述第一立板或者所述第二立板的外部穿过所述第一立板或者所述第二立板后与所述支撑块连接，所述支撑杆能够控制所述支撑块远离或者靠近所述罩体；

优选地，在所述第一立板上和第二立板的端面上设置有环形凸楞，所述支撑块设置在所述环形凸楞的内部；

所述支撑杆由所述环形凸楞的外部穿过所述环形凸楞后与所述支撑块连接，所述支撑杆能够控制所述支撑块远离或者靠近所述罩体。

4.如权利要求1所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，所述初找正装置还包括圆柱体和长方体，所述圆柱体的一端与所述异形圆台的大端连接、另一端与所述长方体的一端连接，所述异形圆台、所述圆柱体和所述长方体的中心轴线重合；

优选地，所述异形圆台的材质为尼龙材料，所述圆柱体和所述长方体的材质为铝合金；

再优选地，所述长方体的中心设有中心孔，所述中心孔的轴线与所述长方体的中心线同轴。

5.如权利要求2所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，所述罩体上的定位基准包括设置在端面的端面凹槽；所述定位圆盘上的定位基准包括端面凸台，所述端面凸台与所述端面凹槽配合，对所述罩体进行定位；

优选地，所述端面凹槽有四个，呈十字型分布在所述罩体的端面；

再优选地，所述罩体的壁面设置有压紧凹槽，所述定位圆盘的上表面设置有压紧压板，所述压紧压板能够抵接在所述压紧凹槽内，对所述罩体进行固定。

6.如权利要求1所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，所述定位圆盘上还设置有直平面，所述直平面由垂直于所述定位圆盘的平面切掉一部分形成，剩余的所述定位圆盘的横截面为优弧。

7.如权利要求5所述的薄壁异形陶瓷天线罩的定位装置，其特征在于，所述内型面加工定位装置还包括十字架，所述十字架能够卡入所述端面凹槽内，所述十字架通过销钉固定在所述第一立板上；

优选地，所述十字架的中心轴线与所述头锥环的中心轴线重合。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的定位装置加工薄壁异形陶瓷天线罩的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、罩体毛坯初定位找正、预置基准

将天线罩罩体毛坯均匀打磨后，安装到内型面加工定位装置内，将初找正装置***到所述罩体内，通过所述初找正装置形位特征精度找正所述罩体毛坯，然后撤掉所述初找正装置，加工出所述罩体上的定位基准；

步骤S2、外型面粗加工

利用外型面加工定位装置装夹固定所述罩体，根据所述外型面加工定位装置上的定位基准特征设定机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对所述罩体进行外型面磨削粗加工；

步骤S3、内型面粗加工

拆卸经过外型面粗加工后的所述罩体，将所述罩体毛坯安装固定在内型面加工定位装置上，利用十字架定位所述罩体毛坯，进而通过所述十字架和所述罩体毛坯端面设置机械加工的X、Y和Z轴的加工基准点，对所述罩体进行内型面磨削粗加工；

步骤S4、外型面精加工

拆卸经过内型面粗加工后的所述罩体，对所述步骤S3粗加工后的罩体进行表面浮胶处理，然后如所述步骤S2装夹定位所述罩体，对所述罩体毛坯进行外型面磨削精加工；

步骤S5、内型面精加工

拆卸经过外型面精加工后的所述罩体，如所示步骤S3装夹定位所述罩体，对所述罩体毛坯进行内型面磨削精加工；

步骤S6、去除端面加工余量并测量精度

分区域磨削去除所述罩体毛坯的端面余量，形成成品天线罩；然后拆卸天线罩，检测所述天线罩整体尺寸精度和形位精度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，对所述罩体毛坯进行内型面精加工过程中还包括对所述罩体的在线厚度检测，并按照所述罩体厚度上限值对罩体的内型面精加工；

优选地，进行在线厚度检测时采用关节臂三坐标检测所述罩体的一级锥壁厚值。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S2～S4中对所述罩体进行磨削加工时采用金刚石砂轮分道次对所述罩体毛坯的外型面或者内型面进行四轴联动数控磨削加工。

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