钛合金薄壁曲面缝隙天线零件加工工艺研究.pdf

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1、制造技术研究航天制造技术钛合金薄壁曲面缝隙天线零件加工工艺研究1211王建华王明军梁峰范永庆（1.北京华航无线电测量研究所，北京100013；2.北京航星机器制造公司，北京100013）摘要：通过分析钛合金薄壁曲面缝隙天线零件加工中的关键技术难点，制定了详细的加工工艺方案，解决了零件加工中的变形控制和高精度尺寸保证难题，实现了零件的高效加工。关键词：薄壁曲面；缝隙；天线MachiningProcessResearchontheTitaniumRadiationWave-GuideGroovePart1211WangJianhuawangMingjunLiangFengFanYongqi

2、ng（1.BeijingHuahangRadioSurveyTechnicalInstitute，Beijing100013；2.BeijingHangxingMachineManufacturingCompany，Beijing100013）Abstract：Byanalyzingthemachiningkeytechnicaldifficultiesofthetitaniumthin-wallcurvedsurfaceapertureantenna,thedetailedmachiningprocessisconstituted,theproblemofthedeformation

3、controlandthehighprecisiondimensioninsurancearesolved.Finally,themanufacturingofthepartisrealizedwithhighefficiency.Keywords：Thin-wallcurvedsurface；aperture；antenna1引言度很难保证。对零件进行结构形式优化和合理分段，并设计工艺加强结构和辅助装夹装置，在现有设备条钛合金新型天线中的薄壁曲面缝隙零件，需要满件下尽量提高加工工艺性等比较关键。足耐高温、减重等特殊需求，材料为钛合金TA15，零件为典型的大尺寸薄壁结构，又因为钛合金材

4、结构形式非常复杂，设计精度要求极高，需要整块板料的导热系数小，机械加工时产生的热量很难通过工料整体加工成形。零件主体为3mm厚双面圆弧曲面，件或切屑释放；而且钛合金的比热小，加工时局部温长1270mm，宽180mm，其上附有高精度空间角度双度上升快，更容易引起零件热变形。所以，零件在大面圆弧曲面、波导腔体和高精度微细波导裂缝群结量去除材料情况下的切削热和切削力控制、加工精度构，既要保证波导腔体和裂缝加工精度，还要保证各保证等比较困难。如何选择合理的加工工艺方案和切薄壁圆弧曲面的加工精度，加工难度巨大。削参数，保证零件整体加工精度和波导腔加工精度，控制加工变形，成为主要工艺技术问题。2关

5、键工艺技术问题厚3mm的薄壁圆弧面上附着的高精度波导腔结构，尺寸精度±0.01mm，粗糙度Ra0.8μm，圆角R1mm，零件外形尺寸大、壁薄、形状复杂、厚度差异明由于钛合金弹性模量低，已加工表面容易产生回弹，显，双面薄壁圆弧结构加工刚性差也导致加工过程中特别是薄壁零件的加工回弹更为严重，加工精度难以的振颤明显；再加上钛合金材料的弹性模量小，工件保证。在加工中的夹紧变形和受力变形更大，零件的加工精作者简介：王建华(1978-)，高工，机械设计及理论专业；研究方向：设计制造一体化。收稿日期：2012-10-1657制造技术研究2012年12月第6期零件为双面圆弧加侧面斜面结构，加工过程中的

6、金材料在加工中的切削热和切削力控制等更为困难，装夹定位等比较困难；而且，钛合金切削振动大和零所以合理的加工工艺方案和切削参数对保证零件整件整体刚性差等原因更容易引起装夹变形。设计合理体加工精度和波导腔加工精度、控制加工变形等至关的装夹定位方案等比较关键。重要。经过综合分析零件设计要求和加工工艺特点，根据薄壁零件材料特点和具体结构特点，刀具选制定零件的加工工艺流程如图3所示。用成为制约加工质量、加工效率和加工成本的关键技术。通过选择合适的刀具材料、刀具结构形式等，并应用正确的加工策略，对提高刀具寿命和保证加工精度等都起到至关重要的作用。图3钛合金薄壁曲面缝隙零件主要加工工艺流程零件上含有

7、多个复杂空间方位的曲面、斜面、型腔等结构，且加工要素多，数控编程方案比较关键。其中，第一道高温退火工序主要是为了去除毛坯的内应力，减少对刀具的磨损；后两道高温退火热处3具体加工工艺方案理工序，是为了去除零件粗加工和半精加工过程中产生的内应力，提高加工工艺性，控制加工变形。3.1优化零件结构形式3.3确定加工刀具3.1.1确定分段形式零件采用高速加工，材料去除量大，加工过程中零件主体为3mm厚双面圆弧曲面，长1270mm，产生的高热量和高应力必须