[发明专利]一种石英增强SiO2陶瓷天线罩钻孔装置及方法

说明书

本发明涉及一种石英增强SiO2陶瓷天线罩钻孔装置及方法，设计了一套天线罩数控钻孔装置，包括立柱结构(1)、回转工作台(2)、X轴移动滑台(3)、Y轴移动滑台(4)、Z轴移动滑台(5)、主轴组件(6)、锥形工件专用夹具(7)；本发明解决了天线罩手工钻孔劳动强度大、精度差等问题，经实际运用验证表明，应用此装置和方法可以实现石英增强SiO2陶瓷天线罩自动钻孔。设计刀具、积累加工参数，为后续进一步加工天线罩提供试验数据。

技术领域

本发明涉及一种钻孔装置及钻孔方法。

背景技术

石英/陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体，采用石英纤维增强的方法获得的一种耐烧蚀复合材料。它所具有耐磨损、耐高温、耐烧蚀等优点，使之成为复合材料防热结构件。由于该材料是一种新型材料，特别是该技术涉及技术保密，国内外尚无对其在军工应用方面的加工研究报道。

某天线罩(图1)与金属连接环胶接装配后，需要以金属连接环的预制通孔为导向，在石英增强SiO2陶瓷基复合材料的天线罩内侧壁进行Φ8mm盲孔加工，目前主要采用手电钻人工制孔作业，这就造成了工件在生产过程中主要存在以下问题：(1)制孔质量不稳定，精度保持性差。手工钻孔时，一方面进给速度难以控制，易造成钻孔深度超差，另一方面很难确保加工后的盲孔轴线向心。通常钻孔时需要透过钢环的预钻孔进行制孔，手工作业很难长时间稳定的把持工具在合适的位置，由此将易剐削钢环的预钻孔，并使钻孔的径向精度产生较大偏差；此外，由于不是一次性钻孔，需要边钻边量，孔壁质量和孔径尺寸精度一致性难以保证。(2)材料难加工，刀具磨损较大。由于石英增强SiO2 陶瓷基复合材料是高硬度材料且其导热性较差，切削区温度高并集中在刀具切削刃附近很窄的区域内，纤维的回弹及粉末状的切屑又加重了擦伤刃口,而材料不能采用液体冷却，故刀具磨损严重。(3)加工效率低下，劳动强度大。此外，近距离接触钻削的粉尘对人体伤害极大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种石英增强 SiO2陶瓷天线罩钻孔装置及方法，设计了一套天线罩数控钻孔装置，解决了天线罩手工钻孔劳动强度大、精度差等问题，经实际运用验证表明，应用此装置和方法可以实现石英增强SiO2陶瓷天线罩自动钻孔。设计刀具、积累加工参数，为后续进一步加工天线罩提供试验数据。

本发明所采用的技术方案是：一种石英增强SiO2陶瓷天线罩钻孔装置，包括立柱结构、回转工作台、X轴移动滑台、Y轴移动滑台、Z轴移动滑台、主轴组件、锥形工件专用夹具；立柱结构位于X轴移动滑台一端，底部与下方的机床床身底座连接，当工件装夹在锥形工件专用夹具时，X轴移动滑台带动锥形工件专用夹具和工件沿X轴方向移动，连接在X轴移动滑台上的回转工作台带动锥形工件专用夹具和工件沿周向360°旋转运动；Y轴移动滑台与Z轴移动滑台连接，Y轴移动滑台安装在立柱结构上部，Z轴移动滑台上装有主轴组件，刀具安装在主轴组件上，在X轴移动滑台、Y轴移动滑台、Z轴移动滑台的三轴联动带动下刀具实现沿X、Y、Z三个方向运动功能；立柱结构内安装有数控系统，通过数控系统进行程序设定，控制刀具完成指定动作，实现钻孔功能。

所述立柱结构包括铸件支撑结构，电气结构和数控操作面板；电气结构内置在铸件支撑结构内，用于程序设定的数控操作面板安装在铸件支撑结构上，电气结构包含数控系统，提供X、Y、Z轴及回转B轴四轴数控驱动。

所述回转工作台包括第四伺服电机、第四减速器、连接轴、回转分度工作台、底座框架；底座框架安装在X轴移动滑台上，支撑回转分度工作台；连接轴两端分别连接回转分度工作台、底座框架，第四伺服电机通过第四减速器连接连接轴，第四伺服电机通过第四减速器带动连接轴旋转，通过连接轴带动回转分度工作台的周向360°回转运动。