一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，首先根據(jù)零件模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，形成若干拆分零件；拆分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計；采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式加工拆分零件；采用真空釬焊的方法，對拆分零件進(jìn)行拼焊；拼焊完成后加工波導(dǎo)喇叭外形及各孔。本發(fā)明通過先結(jié)構(gòu)拆分、再拼焊的工藝方法，實(shí)現(xiàn)了具有半封閉深腔、腔內(nèi)脊形波導(dǎo)、小尺寸等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的波導(dǎo)喇叭的加工，能夠有效提高腔內(nèi)的尺寸精度和表面粗糙度，大幅度降低加工難度，提高喇叭天線的加工效率；采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式加工內(nèi)腔，保證了0.03～0.05mm的尺寸精度和Ra1.6的表面粗糙度，提高了內(nèi)腔表面質(zhì)量；在拼焊中使用專用工裝將拆分零件組合裝配起來，再實(shí)施真空釬焊，提高了焊接的精度。
【專利說明】一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天線加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 超寬帶天線以其優(yōu)越的寬帶特性，已經(jīng)在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、指揮控制系統(tǒng)、電 子對抗、雷達(dá)探測等先進(jìn)軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，隨著人們對超寬帶天線設(shè)計的越來 越重視，新結(jié)構(gòu)、新性能的超寬帶天線不斷涌現(xiàn)，例如脊形喇叭天線。脊形喇叭天線是在普 通喇叭天線的基礎(chǔ)上為了滿足更寬頻帶要求，根據(jù)寬頻帶波導(dǎo)理論設(shè)計出來的，結(jié)構(gòu)上比 普通喇叭天線復(fù)雜，通常具有復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)和外形，其精度要求也非常高，這些都給脊形 喇叭天線的加工帶來了困難。
[0003] 在某型雷達(dá)研制過程中，雷達(dá)天線單元采用了脊形波導(dǎo)喇叭天線的結(jié)構(gòu)形式，材 質(zhì)為鋁合金，該喇叭天線具有半封閉深腔、腔內(nèi)脊形臺階、尺寸較小等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用現(xiàn)有 的喇叭天線加工方法根本無法完成加工，就算能夠加工出結(jié)構(gòu)特征，其精度要求也滿足不 了 0. 03?0. 05mm的尺寸精度和Ral. 6的表面粗糙度要求，因此必須提出全新的加工方案。
[0004] 現(xiàn)有喇叭天線的加工方法存在如下弊端：
[0005] 由于波導(dǎo)喇叭大多具有半封閉型的結(jié)構(gòu)特征，腔內(nèi)半封閉結(jié)構(gòu)限制了機(jī)械加工走 刀路徑，在腔內(nèi)的直角加工中沒有進(jìn)退刀空間，從而形成加工死角，這些加工死角只能通過 電火花加工，眾所周知電火花加工效率較低，并且小尺寸結(jié)構(gòu)的電火花加工電極非常小，在 加工中電極極易產(chǎn)生彎曲、變形，致使加工出的尺寸精度不合格。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有加工方法的不足，提供一種能完成具有半封閉深腔、 腔內(nèi)脊形臺階、小尺寸等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的波導(dǎo)喇叭的加工工藝，它能夠提高內(nèi)腔的尺寸精度和 表面粗糙度，能夠大幅度降低加工難度，有效提高波導(dǎo)喇叭的加工效率。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] 所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：采用以下步驟：
[0009] 步驟1 :在CAD軟件中對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，形成若干拆 分零件；
[0010] 步驟2 :在CAD軟件中對每個拆分零件分別按照加工要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計；
[0011] 步驟3 :按照步驟2的設(shè)計結(jié)果準(zhǔn)備毛坯料，并采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式 加工得到拆分零件；
[0012] 步驟4 :采用真空釬焊的方法，對拆分零件進(jìn)行拼焊；
[0013] 步驟5 :拼焊完成后加工脊形波導(dǎo)喇叭天線外形及各孔。
[0014] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟1 中形成若干拆分零件過程為：
[0015] 步驟1. 1 :以脊形波導(dǎo)喇叭天線的波導(dǎo)喇叭腔內(nèi)的直角頂點(diǎn)部位為加工死角，以 加工死角為分界點(diǎn)，將半封閉的波導(dǎo)喇叭腔拆分開，得到拆分面，形成易加工的開放腔體；
[0016] 步驟1. 2 :在CAD軟件中按照拆分面對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆 分，根據(jù)加工需要形成盡可能少的若干拆分零件。
[0017] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟2 中拆分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計包括如下步驟：
[0018] 步驟2. 1 :將各拆分零件焊接處設(shè)計成搭接結(jié)構(gòu)；
[0019] 步驟2. 2 :將拆分零件的外側(cè)面均設(shè)計為平直表面，且留出至少2mm的加工余量；
[0020] 步驟2. 3 :根據(jù)焊接定位需要，在拆分零件上設(shè)計定位臺階；
[0021] 步驟2. 4 :根據(jù)釬料厚度確定拆分零件外觀尺寸。
[0022] 進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟3 中拆分零件的加工過程包括如下步驟：
[0023] 步驟3. 1 :采用普通銑床加工去除拆分零件毛坯料的大余量；
[0024] 步驟3.2 :采用數(shù)控銑方式粗、精銑拆分零件各平臺面、堅直面的加工，保證內(nèi)腔 各面0. 03?0. 05mm的尺寸精度；
[0025] 步驟3. 3 :采用數(shù)控銑方式掏銑加工拆分零件外形；
[0026] 步驟3. 4 :采用線切割方式慢走絲加工拆分零件斜面，得到拆分零件。
[0027] 有益效果
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：
[0029] (1)通過結(jié)構(gòu)拆分、再拼焊的工藝方法，實(shí)現(xiàn)了半封閉深腔、腔內(nèi)脊形臺階、小尺寸 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的波導(dǎo)喇叭的加工；
[0030] ⑵采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式能夠滿足其苛刻的0. 03?0. 05mm尺寸精 度要求和R1. 6表面粗糙度要求，且適合于批量生產(chǎn)，加工難度小，產(chǎn)品合格率高。
[0031] (3)拼焊時采用工裝實(shí)現(xiàn)了焊接前的精確定位，真空釬焊一次焊接完成，提高了焊 接質(zhì)量和尺寸精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1脊形波導(dǎo)喇叭天線零件模型；
[0033] 圖2拆分零件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3中板（b)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4工裝（f)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖中，（a)左板，（b)中板，（c)右板，（d)上板，（e)下板，（f)工裝。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明：
[0038] 以圖1所示脊形波導(dǎo)喇叭天線為例，其加工方法采用以下步驟：
[0039] 步驟1 :在CAD軟件中對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，形成若干拆 分零件：
[0040] 步驟1. 1 :忽視臺階，以脊形波導(dǎo)喇叭天線的波導(dǎo)喇叭腔內(nèi)的直角頂點(diǎn)A、B、C、D部 位為加工死角，以加工死角為分界點(diǎn)，將第一個腔體拆分成5個部分，同理拆分其它3個腔 體，得到拆分面，形成易加工的開放腔體。
[0041] 步驟1. 2 :在CAD軟件中按照拆分面對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆 分，根據(jù)加工需要形成盡可能少的拆分零件：連接共面部分，形成8個拆分體；考慮臺階，將 臺階分別增加到左右側(cè)板上，后板增加到下板，形成L型結(jié)構(gòu)；最終形成如圖2所示的7個 拆分零件：左板（a)、3塊中板（b)、右板（c)、上板⑷和下板（e)。
[0042] 步驟2 :在CAD軟件中對每個拆分零件分別按照加工要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計；
[0043] 步驟2. 1 :將各拆分零件焊接處設(shè)計成搭接結(jié)構(gòu)；
[0044] 步驟2. 2 :將拆分零件的外側(cè)面均設(shè)計為平直表面，且留出至少2mm的加工余量； [0045] 步驟2. 3 :根據(jù)焊接定位需要，在拆分零件上設(shè)計定位臺階；
[0046] 步驟2. 4 :根據(jù)釬料厚度確定拆分零件外觀尺寸。
[0047] 步驟3 :按照步驟2的設(shè)計結(jié)果準(zhǔn)備毛坯料，并采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式 加工得到拆分零件；
[0048] 以中板（b)(見圖3)為例，加工過程如下：
[0049] 步驟3. 1 :準(zhǔn)備中板毛述料，中板外形尺寸為10mmX 50mmX 20mm，貝丨沖板毛述料外 形尺寸為10_X90_X60mm ;采用普通銑床加工去除拆分零件毛坯料的大余量；
[0050] 步驟3.2 :采用數(shù)控銑方式粗、精銑拆分零件各平臺面、堅直面的加工，保證內(nèi)腔 各面0. 03?0. 05mm的尺寸精度；
[0051] 步驟3. 3 :采用數(shù)控銑方式沿中板外形掏銑加工，加工深度9. 8_，加工完成后零 件與毛坯仍未分離，用小鏨子輕敲厚度0. 2_連接處，分離零件與殘料；
[0052] 步驟3. 4 :采用線切割方式慢走絲加工拆分零件斜面，最終得到中板。
[0053] 步驟4 :采用真空釬焊的方法，對拆分零件進(jìn)行拼焊：
[0054] 步驟4. 1 :根據(jù)拆分零件裝配時的接觸面形狀，設(shè)計釬料結(jié)構(gòu)尺寸，厚度為0. 1_ ;
[0055] 步驟4. 2 :線切割加工釬料；
[0056] 步驟4. 3 :使用圖4所示工裝將各拆分零件精確裝配定位，裝配時拆分零件之間放 置釬料，用平板壓緊，螺釘緊固；
[0057] 步驟4. 4 :實(shí)施真空釬焊。
[0058] 步驟5 :拼焊完成后加工脊形波導(dǎo)喇叭天線外形及各孔：
[0059] 步驟5. 1 :以波導(dǎo)喇叭腔內(nèi)焊前加工完成的脊形臺階面為加工基準(zhǔn)進(jìn)行找正；
[0060] 步驟5. 2 :精加工波導(dǎo)喇叭外形上的水平面和垂直面，線切割加工外形上的斜面；
[0061] 步驟5. 3 :在坐標(biāo)鏜床上加工各孔。
【權(quán)利要求】
1. 一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：采用以下步驟： 步驟1 :在CAD軟件中對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，形成若干拆分零 件； 步驟2 :在CAD軟件中對每個拆分零件分別按照加工要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計； 步驟3 :按照步驟2的設(shè)計結(jié)果準(zhǔn)備毛坯料，并采用數(shù)控銑結(jié)合線切割的加工方式加工 得到拆分零件； 步驟4 :采用真空釬焊的方法，對拆分零件進(jìn)行拼焊； 步驟5 :拼焊完成后加工脊形波導(dǎo)喇叭天線外形及各孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟1中形 成若干拆分零件過程為： 步驟1. 1 :以脊形波導(dǎo)喇叭天線的波導(dǎo)喇叭腔內(nèi)的直角頂點(diǎn)部位為加工死角，以加工 死角為分界點(diǎn)，將半封閉的波導(dǎo)喇叭腔拆分開，得到拆分面，形成易加工的開放腔體； 步驟1. 2 :在CAD軟件中按照拆分面對脊形波導(dǎo)喇叭天線的三維模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分，根 據(jù)加工需要形成盡可能少的若干拆分零件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟2中拆 分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計包括如下步驟： 步驟2. 1 :將各拆分零件焊接處設(shè)計成搭接結(jié)構(gòu)； 步驟2. 2 :將拆分零件的外側(cè)面均設(shè)計為平直表面，且留出至少2mm的加工余量； 步驟2. 3 :根據(jù)焊接定位需要，在拆分零件上設(shè)計定位臺階； 步驟2. 4 :根據(jù)釬料厚度確定拆分零件外觀尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種脊形波導(dǎo)喇叭天線的加工方法，其特征在于：步驟3中拆 分零件的加工過程包括如下步驟： 步驟3. 1 :采用普通銑床加工去除拆分零件毛坯料的大余量； 步驟3. 2:采用數(shù)控銑方式粗、精銑拆分零件各平臺面、堅直面的加工，保證內(nèi)腔各面 0. 03?0. 05mm的尺寸精度； 步驟3. 3 :采用數(shù)控銑方式掏銑加工拆分零件外形； 步驟3. 4 :采用線切割方式慢走絲加工拆分零件斜面，得到拆分零件。
【文檔編號】B23P15/00GK104108007SQ201410292761
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】徐琳 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所