CN112427891A - 一种线源阵列天线安装框架成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线源阵列天线安装框架成型工艺，该工艺将焊缝设计成平面对接，优化焊缝形状、位置，降低焊接高度，预留适量余量放置焊接匙孔，再利用搅拌摩擦焊焊接。所述线源阵列天线安装框架各结构件，除整件状态时相互之间的关联特征尺寸，其余特征尺寸在零件状态时均按最终的设计要求加工，简化了焊接工装，减小了焊接变形。本发明降低了加工难度及成本，加工效率大幅提升，并可严格控制天线框架重量，实现连接强度、加工精度、密封性、防腐性及美观等设计要求。

Description

一种线源阵列天线安装框架成型工艺
技术领域
本发明涉及数控精密加工制造技术领域,具体涉及一种线源阵列天线安装框架成型工艺。
背景技术
现在常用的天线框架一般采用变形铝合金熔焊焊接成型或铸造铝合金低压铸造成型。作为主要的承力构件，一般拼焊铝板较厚，采用熔焊焊接工艺时，由于焊接变形或加工干涉等因素，天线框架的精度难以满足设计要求；所有精度都依靠天线框架整体加工时实现，使得加工工艺性较差，不利于批产；且厚板焊接、焊缝气孔及焊缝面加工等原因，使天线框架的刚强度及密封性业难以满足设计要求。采用低压铸造工艺时，由于铸造铝合金的耐腐蚀性一般较差，天线框架的环境适应性要求需全部依靠表面防护技术，导致其防腐能力降低；且由于铸造限制、加工干涉等因素，天线框架的重量会增加。
发明内容
为提高天线框架防腐能力，严格控制重量，满足精度、刚强度、密封性等设计要求，降低加工难度，本发明提出一种线源阵列天线安装框架成型工艺。
一种线源阵列天线安装框架成型工艺，包括热处理去应力退火，外表面采用涂漆防护处理，其特征在于：组成天线框架的各结构件，优选防锈铝变形铝合金材料，除在整件状态时相互之间的关联特征尺寸，在零件状态时其余特征尺寸均按最终的设计要求加工；天线框架的主体部分采用搅拌摩擦焊工艺成型，局部采用钨极氩弧焊或熔化极惰性气体保护电弧焊等焊接；涂漆前整体进行改性钝化处理。具体工艺过程如下：
S1：设计天线框架上的搅拌摩擦焊缝位置，以降低重心位置准则；
S2：根据搅拌头轴肩旋压工件的焊接特点，横板一、横板二与竖板一、竖板二的连接处焊缝设计为对接接头，外表面平齐；
S3：根据搅拌摩擦焊产生匙孔的特点，在焊缝纵向尺寸上各结构件单边预留10～50mm余量；
S4：组成天线框架的各结构件，优选防锈铝变形铝合金材料，除在整件状态时相互之间的关联特征尺寸，在零件状态时其余特征尺寸均按最终的设计要求加工；
S5：装配天线框架，将竖板三两端分别嵌入横板一、横板二的方孔定位，将横条两端分别嵌入竖板一、竖板二的方孔定位；
S6：使用钨极氩弧焊或熔化极惰性气体保护电弧焊定位焊紧固连接；
S7：采用刚性工装牢固地夹持待焊各结构件；
S8：翻身数次装夹，搅拌摩擦焊成型天线框架主体部分，焊接匙孔留置工艺余量处；
S9：横条端部及横板二凸台局部连接处采用钨极氩弧焊或熔化极惰性气体保护电弧焊辅助焊接；
S10：天线框架整体进行热处理去应力退火；
S11：按图进行天线框架外形、测量基准面、天线安装面加工；
S12：天线框架整体进行改性钝化处理；
S13：天线框架外表面按图纸要求进行涂漆防护处理。
进一步的，天线框架外形单边预留0.5～3mm余量即可。
进一步的，在竖板一、竖板二、竖板三端部分别预留凸台，为精加工密封槽及螺纹孔等特征做准备。
进一步的，搅拌摩擦焊时竖板三端部焊接成开口向外的槽形焊缝。
进一步的，所述S6中组成天线框架的各结构件，如果选用6063或6061变形铝合金材料，S10应为热处理强化工序。
本发明通过对线源阵列天线安装框架进行工艺设计，主体部分采用搅拌摩擦焊焊接，并辅助采用钨极氩弧焊，适应了天线框架结构特征的多样性；利用搅拌摩擦焊缝热影响区显微组织变化小，残余应力低，焊接工件基本无变形的特点，简化了天线框架的成型工艺，降低了加工难度及成本，加工效率大幅提升，并可严格控制天线框架重量，保证加工精度及美观要求；利用搅拌摩擦焊缝无热裂纹、无夹杂、无气孔、可靠性高的特点，保证了天线框架的刚强度、密封性等设计要求，焊缝强度达到母材的90％以上；相比铸造成型工艺，由于采用了防锈铝变形铝合金材料，在质上提高了天线框架防腐能力，同时提高了天线框架加工的工艺性。
附图说明
图1是本发明的线源阵列天线安装框架的工艺设计示意图。
图2是线源阵列天线安装框架的精加工示意图。
图中：1、线源阵列天线安装框架，11～14、搅拌摩擦焊缝，2.、横板一，3、横条，31、横条端部，4、竖板一，41～42、竖板一凸台，5、竖板三，51、竖板三凸台，52、竖板三端部，6、横板二，61、横板二凸台，7、竖板二，71～72、竖板二凸台。
具体实施方式
现结合附图和实施例，对本发明的一种线源阵列天线安装框架成型工艺作进一步说明。本实施例天线框架(宽×长×高)尺寸为：200mm×790mm×412mm，壁厚13mm。
步骤1：设计搅拌摩擦焊缝位置在天线框架高度方向两侧；
步骤2：设计各结构件的工序尺寸：在搅拌摩擦焊缝纵向为280mm、厚度为15mm；
步骤3：各结构件材料选5A06铝合金；
步骤4：在竖板一、竖板二、竖板三的结构件端部分别预留凸台，为精加工密封槽及螺纹孔等特征做准备；
步骤5：各结构件，除在整件状态时相互之间的关联特征尺寸，在零件状态时其余特征尺寸均按最终的设计要求加工；
步骤6：装配天线框架，采用钨极氩弧焊定位焊紧固连接；
步骤7：采用通用垫块工装刚性夹持固定；
步骤8：搅拌摩擦焊成型天线框架主体部分，翻身两次装夹，焊接匙孔留置工艺余量处，竖板三端部焊接成开口向外的槽形焊缝，所有焊缝深度14.8～14.9mm；
步骤9：采用钨极氩弧焊辅助焊接横条端部及横板二凸台局部连接处；
步骤10：天线框架整体进行热处理去应力退火，退火温度根据工艺手册选择为220℃～260℃；
步骤11：按图进行天线框架外形、测量基准面、天线安装面加工；
步骤12：天线框架整体进行改性钝化处理；
步骤13：天线框架外表面按图纸要求进行涂漆防护处理。

Claims (6)

1.一种线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：
S1：设计线源阵列天线安装框架(1)上的搅拌摩擦焊缝(11～14)位置；
S2：根据搅拌头轴肩旋压工件的焊接特点，横板一(2)、横板二(6)与竖板一(4)、竖板二(7)的连接处焊缝设计为对接接头，外表面平齐；
S3：根据搅拌摩擦焊产生匙孔的特点，在焊缝纵向尺寸上各结构件单边预留10mm～50mm余量；
S4：组成线源阵列天线安装框架(1)的各结构件，除整件状态时相互之间的关联特征尺寸，其余特征尺寸在零件状态时均按最终的设计要求加工；
S5：装配线源阵列天线安装框架(1)，将竖板三(5)两端分别嵌入横板一(2)、横板二(6)的方孔定位，将横条(3)两端分别嵌入竖板一(4)、竖板二(7)的方孔定位；
S6：使用钨极氩弧焊或熔化极惰性气体保护电弧焊定位焊紧固连接；
S7：采用刚性工装牢固地夹持待焊各结构件；
S8：翻身装夹，搅拌摩擦焊成型线源阵列天线安装框架(1)主体部分，焊接匙孔留置工艺余量处；
S9：横条端部(31)及横板二凸台(61)局部连接处采用钨极氩弧焊或熔化极惰性气体保护电弧焊辅助焊接；
S10：线源阵列天线安装框架(1)整体进行热处理去应力退火；
S11：加工线源阵列天线安装框架(1)外形、测量基准面、天线安装面；
S12：线源阵列天线安装框架(1)整体进行改性钝化处理；
S13：线源阵列天线安装框架(1)外表面按图纸要求进行涂漆防护处理。
2.根据权利要求1所述的线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：所述组成线源阵列天线安装框架(1)的各结构件为防锈铝变形铝合金材料。
3.根据权利要求1所述的线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：线源阵列天线安装框架(1)外形单边预留0.5mm～3mm余量。
4.根据权利要求1所述的线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：在竖板一(4)、竖板二(7)、竖板三(5)端部分别预留竖板一凸台(41～42)、竖板二凸台(71～72)、竖板三凸台(51)，为精加工密封槽及螺纹孔等特征做准备。
5.根据权利要求1所述的线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：搅拌摩擦焊时竖板三端部(52)焊接成开口向外的槽形焊缝。
6.根据权利要求1所述的线源阵列天线安装框架成型工艺，其特征在于：S6中组成天线框架(1)的各结构件，如果选用6063或6061变形铝合金材料，S10应为热处理强化工序。
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