陶瓷半球的加工與測(cè)量

陶瓷球型面的加工與測(cè)量王德方，張利軍，翟培峰

(中材高新材料股份有限公司，淄博255031)摘要：本文針對(duì)球形天線罩的研制，主要介紹了陶瓷球形面的一種磨削方法和自制球徑規(guī)對(duì)陶瓷球形面的簡(jiǎn)單測(cè)量方法.關(guān)鍵詞：球形天線罩 范成磨削球徑規(guī)CeramicSphericalSurfaceProcessingandMeasuringWangdefang，Zhanglijun,Zhaipeifeng(SinomaAdvancedMaterialsCo.,Ltd,Zibo255031)Abstract：Mainlyintroducedtheceramicsphericalsurfaceakindofgrindingmethodandhomemadeballgaugeofceramicballthesimplemethodofmeasurementaccordingtothedevelopmentofthesphericalradome.Keyword：sphericalradome;Ofselectingsuchassignmentgrinding;globecalliper;1概述天線罩是導(dǎo)彈的一個(gè)關(guān)鍵部件，起著承載、透波、防熱等多種功能，主要保護(hù)飛行器使其在惡劣的飛行環(huán)境條件下的通訊、遙測(cè)、知道、引爆等系統(tǒng)的正常工作。隨著導(dǎo)彈飛行馬赫數(shù)的不斷提高陶瓷材料成為制造天線罩的一種優(yōu)良材料，如石英陶瓷、氮化硅陶瓷等等。石英陶瓷由于具有耐高溫，熱穩(wěn)定性好，線膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱系數(shù)低、介電常數(shù)低且穩(wěn)定等優(yōu)越性能，成為優(yōu)選的導(dǎo)彈天線罩材料。隨著導(dǎo)彈制導(dǎo)精度和制導(dǎo)頻率的不斷提高，對(duì)陶瓷天線罩的加工精度要求也越來(lái)越高，陶瓷天線罩的加工和測(cè)量成為保障天線罩質(zhì)量的基本保證。本文介紹的是一種球形面的石英陶瓷天線罩的加工方法和測(cè)量工具——球徑規(guī)。2．陶瓷球形面的加工針對(duì)球形陶瓷天線罩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們采用了范成磨削方法加工陶瓷天線罩的內(nèi)外球面，加工的原理：一個(gè)旋轉(zhuǎn)的刀具沿著一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體運(yùn)動(dòng)，只要它們軸線相交又不重合，那么刀尖在物體上形成的軌跡則為一個(gè)球面，內(nèi)外球面的加工原理如圖1。本加工方法選用杯形金剛石砂輪，加工設(shè)備選用多功能工具磨床，加工時(shí)杯形金剛石砂輪與工件成軸線相交，砂輪與工件同時(shí)繞各自的軸線旋轉(zhuǎn)，對(duì)球面產(chǎn)生磨削作用，砂輪軌跡覆蓋在球面上，球面磨削基本要求是砂輪的中軸線必須通過(guò)球心。砂輪直徑是球面的4分之一弦長(zhǎng)，與工件成45度夾角。此加工也可以用于球面高度比半徑小的球形面，只是球形面半徑與使用砂輪直徑和工件角度相關(guān)。

圖1內(nèi)外球面的加工原理圖3．球面的測(cè)量一般的測(cè)量工具沒(méi)有直接測(cè)量球面的，為了能使產(chǎn)品達(dá)到圖紙要求，自行設(shè)計(jì)制造了一種簡(jiǎn)易的測(cè)量工具——球徑規(guī)。利用深度千分尺和耐磨材料加工的圓盤組合在一起,通過(guò)測(cè)量弦高計(jì)算球面尺寸。測(cè)量方法如下圖2。h圓盤工件.深度千分尺h(yuǎn)圓盤工件.深度千分尺圖2球徑規(guī)測(cè)量原理圖內(nèi)球徑的計(jì)算公式：R=(L2+4h2)/8hh=深度千分尺測(cè)量數(shù)值-圓盤厚度L二圓盤外直徑外球的計(jì)算公式：R=(L2+4h2)/8h人=圓盤厚度-深度千分尺測(cè)量厚度L=圓盤內(nèi)孔直徑測(cè)量時(shí)在球面不同的位置測(cè)量3~4個(gè)點(diǎn)，把產(chǎn)品加工到使每一個(gè)點(diǎn)測(cè)量的數(shù)值相同，加工出來(lái)的球面半徑尺寸公差基本上控制在0.02毫米以內(nèi)。4.結(jié)論根據(jù)對(duì)多個(gè)型號(hào)石英陶瓷天線罩的加工和測(cè)量，并通過(guò)實(shí)際應(yīng)用考核，本文介紹的加工測(cè)量方法簡(jiǎn)單實(shí)用，加工和測(cè)量精度均可滿足陶瓷天線罩的設(shè)計(jì)要求。小型錐孔比較測(cè)量方法圓錐孔的測(cè)量方法一般用塞規(guī)檢測(cè)，批量加工中用塞規(guī)測(cè)量產(chǎn)品時(shí)，由于錐孔的直徑太小，在塞規(guī)上制作刻度比較困難也不精確，不能直接讀取加工時(shí)產(chǎn)品的加工余量，加工產(chǎn)品的錐口公差不好控制，用塞規(guī)測(cè)量加工產(chǎn)品時(shí)要檢測(cè)好幾次，由于多次停車測(cè)量使加工速度大大減慢，對(duì)小型錐口的檢測(cè)也無(wú)專用量具。我們?cè)诩庸ぶ凶灾屏艘环N測(cè)量小型錐口的測(cè)量工具，用來(lái)測(cè)量陶瓷彩玻管的錐口，在批量生產(chǎn)中,應(yīng)用效果較好。彩玻管產(chǎn)品形狀如下圖：測(cè)量選用球要合理,球的直徑只接觸錐口,球的公差等級(jí)如下圖公差等級(jí)及技術(shù)要求等級(jí)球直徑變動(dòng)量球形偏差球表面粗糙度批直徑變動(dòng)量基本直徑公差Vdws△SphRaVdwlTdn不超過(guò)um100.250.250.0250.5*160.40.400.0320.8*200.50.500.041*280.70.700.051.4*401.01.000.082*601.51.500.103*1002.52.500.1255±12.5200550.210士255001313*25士5010002525*50±125套筒內(nèi)先安裝鋼球，再安裝彈簧，再把百分表（百分表量程選用10毫米）與套筒連接，用螺絲緊固。加工時(shí)先把彩玻管外徑和端面加工到