王劉凱,趙為建
(船舶重工集團公司723所,揚州 225001)
隨著信息時代的到來和軍事電子科技的發(fā)展[1],在雷達(dá)電子戰(zhàn)技術(shù)日新月異的今天,為緊跟世界電子高科技潮流,同時為滿足我海軍對設(shè)備性能提出的更高的指標(biāo)要求,我國研制出一批新的雷達(dá)電子戰(zhàn)產(chǎn)品。新研制的這種電子產(chǎn)品與以往類似產(chǎn)品相比,由于總體設(shè)計發(fā)生變化,微波電子部分也被重新設(shè)計,其中的微波零件,由于外形復(fù)雜,各項尺寸要求高,加工特別困難[2],如圖1所示。
圖1 微波件二維圖
該零件毛坯(如圖2所示)右端部分均為待加工部分,要求軸心與波導(dǎo)管內(nèi)腔30±0.07 mm長度方向?qū)ΨQ度小于0.08 mm,且零件各部分外圓與內(nèi)孔軸心均有同軸度要求。
圖2 零件毛坯圖
傳統(tǒng)加工方法進行加工時,針對零件的唯一基準(zhǔn)——波導(dǎo)管內(nèi)腔部分進行裝夾定位(如圖3所示),加工前,將工裝進行找正,工裝的定位槽部對稱度控制在0.04 mm以內(nèi),然后零件一次加工成形。
對首次加工的兩件零件進行檢測(見表1和表2),發(fā)現(xiàn)2件零件在長度部分、外圓部分、內(nèi)孔部分,尺寸精度容易保證,但在扼流槽部分、圓弧部分以及形位公差,尺寸精度難以保證。雖然其中一件勉強進入電氣調(diào)試階段,但部分尺寸也已達(dá)到極限。
圖3 零件加工裝夾示意圖
由于加工條件的限制和唯一性,此零件的加工基準(zhǔn)只能以波導(dǎo)管的內(nèi)腔部分進行定位,定位時根據(jù)內(nèi)腔尺寸選擇相應(yīng)的鋼芯[3]插入進行定位,由于加工時夾緊力直接作用于鋼芯,在承受較小切削力車削的外圓或內(nèi)孔部分時,不會產(chǎn)生位移誤差,而在承受較大切削力的扼流槽或圓弧部分時,則會產(chǎn)生位移誤差。
表1 1#件精度檢測表
表2 2#件精度檢測表
為了解決使用現(xiàn)有基準(zhǔn)進行定位加工時零件易發(fā)生位移,使某些加工尺寸超差的問題,需在零件上加工出適合作為定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn),并以此基準(zhǔn)重新進行定位加工。
根據(jù)以往零件加工的經(jīng)驗,切削外圓時加工較順暢,跳動量很小,反映出零件加工時基本無位移現(xiàn)象。因此,以內(nèi)芯定位的工裝在加工機床上找正(如圖4所示),保證工裝上方槽與機床圓周方向的對稱度小于0.04 mm,在波導(dǎo)管內(nèi)腔插入鋼芯,并放入工裝安裝,找平端面,跳動小于0.02 mm,用螺栓壓板壓緊鋼芯,加工φ75 mm與φ64 mm的外圓和寬2.7 mm的卡簧槽以及各臺階。加工后φ64 mm的外圓實際尺寸為φ64-(0.015~0.02)mm,經(jīng)過檢驗測量,相對于波導(dǎo)管內(nèi)腔的實際對稱度為(0.025~0.03)mm,符合圖紙技術(shù)要求。
由于零件的外形特殊,新設(shè)計的零件安裝工裝共分為四大部分(見圖4):第1部分為卡盤夾持部分,這部分被車床夾持。第2部分為零件定位裝夾部分,這部分有個φ64 mm的內(nèi)孔,待加工零件的轉(zhuǎn)換精基準(zhǔn)部分——φ64 mm的外圓與它為過渡配合關(guān)系,配合精度<0.02 mm,零件定位裝夾部分在左端有外圓臺階,與內(nèi)孔一次裝夾完成從而保證同軸。這個臺階與工裝的第3部分工裝定位裝夾部分的右端面臺階孔相互配合,配合精度<0.02 mm。第4部分為第1部分與第3部分之間的連接螺柱。這樣的設(shè)計不僅可將零件輕易放入工裝,并且可將這種工裝的結(jié)構(gòu)重量大大降低。
圖4 新工裝裝夾示意圖
新設(shè)計的工裝不僅滿足了裝夾精度要求,更重要的是零件在放入工裝后,由于零件與工裝連為一體,在承受較大切削力時,不會因力量過大而產(chǎn)生位移,從而保證加工精度。
使用新的加工工藝和新的工裝后,加工完成的微波件各部分尺寸如表3和表4所示。
表3 1#件精度檢測表
表4 2#件精度檢測表
由表3和表4可知,此微波件的加工精度得到了很大的提高。
由于本微波件形狀復(fù)雜,加工尺寸要求高,通過原始基準(zhǔn)加工出一個適合作為定位基準(zhǔn)的新的精基準(zhǔn),并設(shè)計了一個新的工裝,通過轉(zhuǎn)換基準(zhǔn),以新加工的精基準(zhǔn)為基準(zhǔn),重新進行定位加工,從而大大提高了本微波件加工精度,為我國新設(shè)計的雷達(dá)系統(tǒng)的成功調(diào)試提供了有力的保障。
[1]沈國連.輻射波導(dǎo)加工中的公差控制[J].航空電子技術(shù),1990(4):40-45.
[2]秦銀銻.矩形彎波導(dǎo)加工工藝的研究[J].江蘇航空,2003(4):32-33.
[3]陸炳榮.波導(dǎo)元件基準(zhǔn)選擇及其尺寸鏈換算[J].航天制造技術(shù),1988(2):25-27.