基座孔系加工工藝設(shè)計(jì)方法

毛俊東，李潤林

(中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所，南京 210003)

0 引言

基座是雷達(dá)天線轉(zhuǎn)臺中極其重要的一部分。基座的設(shè)計(jì)和制造對雷達(dá)整機(jī)設(shè)備的精度、成本和加工周期影響很大。基座軸系誤差直接影響雷達(dá)天線的指向精度，而天線轉(zhuǎn)臺的運(yùn)動平穩(wěn)性及數(shù)據(jù)傳動誤差直接影響雷達(dá)的測角精度。因此，需要精心設(shè)計(jì)基座的孔系加工工藝，提高孔系基座制造及裝配精度、傳動平穩(wěn)性，降低天線轉(zhuǎn)臺的數(shù)據(jù)傳動誤差，提高整機(jī)的電性能。本文主要闡述了提高基座方位傳動裝置和方位同步機(jī)組安裝孔系加工精度的工藝設(shè)計(jì)方法，優(yōu)選鉆孔模材料，設(shè)計(jì)基座鉆孔模，提高鉆孔精度及鉆孔效率。

1 基座孔系工藝設(shè)計(jì)

1.1 基座孔系工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

該基座的加工重點(diǎn)是如何保證圖1中4×M6、4×M10兩組孔的孔系精度。兩組孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為基座回轉(zhuǎn)中心，需要輔助的工藝基準(zhǔn)作為孔系鉆孔模的定位基準(zhǔn)。圖1中“配鏜工裝定位孔1”和“配鏜工裝定位孔2”作為兩組孔系鉆孔模定位基準(zhǔn)。由于兩組孔部分位置受基座底座法蘭的遮擋見圖1中基座投影線所示范圍內(nèi)，銑床鏜刀不能直接鉆出兩組孔系的底孔，必須使用鉆孔模來保證兩組孔系底孔加工精度。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮該基座生產(chǎn)數(shù)量和加工的經(jīng)濟(jì)性，鉆孔模采用在鉆模板上鑲嵌鉆套的結(jié)構(gòu)形式。

1.2 鉆孔模設(shè)計(jì)及運(yùn)用

為設(shè)計(jì)滿足要求的鉆孔模，需要對鉆孔模的形狀、材料、加工工藝等有嚴(yán)格的要求。根據(jù)基座結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的兩副鉆孔模如圖2所示。

1.2.1 鉆孔模材料

鉆孔模除鉆套外其他零件均采用常用材料35鋼。該材料是中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，切削加工性好，變形小。

圖1 基座安裝孔系結(jié)構(gòu)圖

圖2 基座兩組鉆孔模結(jié)構(gòu)圖

鉆套材料選用CrWMn。該材料是應(yīng)用廣泛的模具鋼，具有良好的加工性，較高的淬透性，且淬火變形小。CrWMn 淬火后獲得馬氏體組織其硬度能達(dá)到HRC62～65，具有高硬度和高耐磨性。

1.2.2 模具結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

鉆孔模連接心軸(圖2中件3）與定位孔(圖2中件2）、安裝板(圖2中件1）都采用小間隙配合，保證裝配后的精度要求。鉆孔模以定位孔為中心在安裝板4個側(cè)面刻十字線，刻線寬度不超過0.1 mm，以備后續(xù)模具定位。

1.2.3 模具加工工藝設(shè)計(jì)

鉆孔模中安裝板、定位板、連接心軸3個零件采用普通的加工工藝即可滿足零件設(shè)計(jì)要求。鉆孔模中的鉆套加工工藝是關(guān)鍵。為保證鉆套要求，其加工工藝采用車削(留一定余量）——淬火處理——研磨零件內(nèi)外表面，使之達(dá)到圖紙要求。為保證鉆套能壓入安裝板，鉆套的兩端倒角。

零件加工完成后進(jìn)行模具的裝配。首先將鉆套壓入鉆模安裝板中，然后將連接心軸裝入安裝板，最后將定位板裝入。定位板和安裝板之間不能有間隙，裝配過程中需要用塞尺進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)。

1.2.4 模具使用方法

模具在使用時，先將基座倒放使基座上部與支撐平板接觸，將兩鉆孔模的定位板裝入基座相應(yīng)定位孔中。注意裝入鉆孔模時要水平放入禁止用力敲擊，以免損壞定位板及模具。鉆孔模與基座結(jié)合面貼合，不能有縫隙。調(diào)整鉆孔模和基座刻線(如圖1所示6處“刻線處”）的相對位置，使刻線完全重合。確認(rèn)模具完全貼合和刻線都重合后用通用夾具將鉆孔模和基座夾緊。使用夾具時要注意不能對模具4個孔鉆孔部位有遮擋。最后用塞尺檢測基座與鉆孔模之間的間隙，間隙不能大于0.02 mm。完成以上工作后利用手電鉆鉆孔。鉆孔時要保證鉆孔模和基座始終處于夾緊狀態(tài)。待所有底孔鉆出，松開、取下鉆孔模，攻兩組螺紋孔。

2 設(shè)計(jì)運(yùn)用效果分析

利用三坐標(biāo)測量使用鉆孔模后的基座兩組孔系底孔孔距，其中表1、表2為分別測量3個基座加工后的數(shù)據(jù)。由表1 可知，基座左邊孔系精度滿足設(shè)計(jì)要求，孔距分布較均勻。由表2 可知，基座右邊每組孔距誤差最大為0.05 mm，角度誤差也在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。由測量結(jié)果可知，用鉆孔模后基座孔系加工精度得到有效保證，孔距精度可滿足實(shí)際雷達(dá)天線轉(zhuǎn)臺的設(shè)計(jì)要求。

表1 底孔孔距測量值

表2 底孔測量值

3 結(jié)束語

在基座孔系加工過程中使用鉆孔模，保證了孔系加工精度，減少了對工人技術(shù)水平的依賴。通過對使用鉆孔模鉆出基座定位孔底孔的轉(zhuǎn)臺裝配后的精度檢驗(yàn)，其傳動精度滿足設(shè)計(jì)要求，誤差分布狀況也與理論值相吻合。由于提高了孔系精度減少了裝配次數(shù)，提高了裝配效率，縮短了工期，減小了工人的勞動強(qiáng)度。同時，減少了安裝次數(shù)便實(shí)現(xiàn)了以上兩個裝置的定位，避免了因多次拆裝對裝配零件的損壞。

上述鉆孔模的加工難度不大，易于達(dá)到。通過上述模具在基座加工中的使用表明，該工藝設(shè)計(jì)方法滿足了基座孔系設(shè)計(jì)要求，為滿足轉(zhuǎn)臺裝配技術(shù)指標(biāo)提供了一種有效途徑。

［1］張潤逵，戚仁欣，張樹雄.雷達(dá)結(jié)構(gòu)與工藝(上冊）［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007.4.

［2］文根保，文莉，史文.墊板劃線校正鉆模孔模具的設(shè)計(jì)和制造工藝［J］.金屬加工:冷加工，2010(12）:58－59.

［3］北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院編.設(shè)計(jì)手冊(第3卷）［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1993.12.

［4］沈麗琴，胡建和.法蘭鉆孔模優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［J］.電子機(jī)械工程:2010(8）:39－42.