陶瓷半球的加工与测量

陶瓷球型面的加工与测量 王德方，张利军，翟培峰 中材高新材料股份有限公司，淄博255031 摘要本文针对球形天线罩的研制，主要介绍了陶瓷球形面的一种磨削方法和自 制球径规对陶瓷球形面的简单测量方法. 关键词球形天线罩 范成磨削 球径规 Ceramic Spherical Surface Processing and Measuring Wang de fang, Zhang li jun, Zhai pei feng Sinoma Advanced Materials Co.,Ltd, Zibo 255031 Abstract Mainly introduced the ceramic spherical surface a kind of grinding and homemade ball gauge of ceramic ball the simple of measurement according to the development of the spherical radome. Key word spherical radome； Of selecting such assignment grinding； globe calliper； 1概述 天线罩是导弹的一个关键部件，起着承载、透波、防热等多种功能，主要保 护飞行器使其在恶劣的飞行环境条件下的通讯、遥测、知道、引爆等系统的正常 工作。随着导弹飞行马赫数的不断提高陶瓷材料成为制造天线罩的一种优良材 料，如石英陶瓷、氮化硅陶瓷等等。石英陶瓷由于具有耐高温，热稳定性好，线 膨胀系数低、导热系数低、介电常数低且稳定等优越性能，成为优选的导弹天线 罩材料。随着导弹制导精度和制导频率的不断提高，对陶瓷天线罩的加工精度要 求也越来越高，陶瓷天线罩的加工和测量成为保障天线罩质量的基本保证。本文 介绍的是一种球形面的石英陶瓷天线罩的加工方法和测量工具一一球径规。 2. 陶瓷球形面的加工 针对球形陶瓷天线罩的结构特点，我们采用了范成磨削方法加工陶瓷天线罩 的内外球面，加工的原理一个旋转的刀具沿着一个旋转的物体运动，只要它们 轴线相交又不重合，那么刀尖在物体上形成的轨迹则为一个球面，内外球面的加 工原理如图lo 本加工方法选用杯形金刚石砂轮，加工设备选用多功能工具磨床，加工时杯 形金刚石砂轮与工件成轴线相交，砂轮与工件同时绕各自的轴线旋转，对球面产 生磨削作用，砂轮轨迹覆盖在球面上，球面磨削基本要求是砂轮的中轴线必须通 过球心。砂轮直径是球面的4分之一弦长，与工件成45度夹角。此加工也可以 用于球面高度比半径小的球形面，只是球形面半径与使用砂轮直径和工件角度相 关。 图1内外球面的加工原理图 3. 球面的测量 一般的测量工具没有直接测量球面的，为了能使产品达到图纸要求，自行设 计制造了一种简易的测量工具一一球径规。利用深度千分尺和耐磨材料加工的圆 盘组合在一起，通过测量弦高计算球面尺寸。测量方法如下图20 图2球径规测量原理图 内球径的计算公式 RL24h2/8h h深度千分尺测量数值-圆盘厚度 L圆盘外直径 外球的计算公式 RL24h2/8h h圆盘厚度-深度千分尺测量厚度 L圆盘内孔直径 测量时在球面不同的位置测量34个点，把产品加工到使每一个点测量的数 值相同，加工出来的球面半径尺寸公差基本上控制在0. 02毫米以内。 4. 结论 根据对多个型号石英陶瓷天线罩的加工和测量，并通过实际应用考核，本文 介绍的加工测量方法简单实用，加工和测量精度均可满足陶瓷天线罩的设计要 求。 小型锥孔比较测量方法 圆锥孔的测量方法一般用塞规检测，批量加工中用塞规测量产品 时，由于锥孔的直径太小，在塞规上制作刻度比较困难也不精确，不 能直接读取加工时产品的加工余量，加工产品的锥口公差不好控制， 用塞规测量加工产品时要检测好几次，由于多次停车测量使加工速度 大大减慢，对小型锥口的检测也无专用量具。我们在加工中自制了一 种测量小型锥口的测量工具，用来测量陶瓷彩玻管的锥口，在批量生 产中，应用效果较好。彩玻管产品形状如下图 技术要求 1表面无裂纹、崩边、缺口等缺陷 测量选用球要合理，球的直径只接触锥口,球的公差等级如下图 公差等级及技术要求 等级 球直径变动量 球形偏差 球表面粗糙度 批直径变动量 基本直径公差 Vdws △Sph Ra Vdwl Tdn 不超过 um 10 0.25 0.25 0.025 0.5 * 16 0.4 0.40 0.032 0.8 * 20 0.5 0.50 0.04 1 * 28 0.7 0.70 0.05 1.4 * 40 1.0 1.00 0.08 2 * 60 1.5 1.50 0.10 3 * 100 2.5 2.50 0.125 5 12.5 200 5 5 0.2 10 25 500 13 13 * 25 50 1000 25 25 * 50 125 套筒内先安装钢球，再安装弹簧，再把百分表（百分表量程选用10 毫米）与套筒连接，用螺丝紧固。加工时先把彩玻管外径和端面加工 到尺寸范围，第一件产品用塞规检测，把彩玻管口加工到图纸尺寸， 然后用自制的测量工具套到工件上，读取百分表上的数值，把每一件 产品都加工到百分表上的近似数值，这样加工出来的产品一致性好， 减少了测量次数，提高了加工速度。