天线罩磨削工艺及其装备的应用研究

论文摘要

天线罩不仅是无线电寻的制导系统的重要组成部分,而且是导弹弹体的重要部件,其加工质量直接影响导弹的制导准确率。天线罩一般由硬脆石英陶瓷材料制成,结构为复杂曲面薄壁回转体,制造工艺复杂,随着导弹性能要求的不断提高,对天线罩的加工精度也提出了越来越高的要求。然而,目前国内现有的天线罩加工装备技术落后,极大的限制了天线罩制造水平的提高。为了进一步提高天线罩的加工效率和加工质量,本文以主动式自寻的导弹的石英陶瓷复杂曲面天线罩为研究对象,在现有天线罩加工设备的基础上,进行天线罩工艺及其装备的优化与应用研究。论文的主要工作如下：(1)根据高性能天线罩的技术要求,深入分析了天线罩现有加工设备的一些关键技术,总结了天线罩加工误差产生的原因,并针对现有设备提出了一些有待于改进的关键问题,为进一步进行有效的设备改进提供了依据。(2)针对天线罩内型面磨削过程中安装支架悬臂刚性差的问题,提出了双V型块支撑圆筒夹具的方式实现天线罩内型面磨削夹具与机床的联接方案,并完成了V,型架的设计与制造；针对安装支架过重的问题,应用ANSYS Workbench中的DesignXplorer模块对支架结构进行拓扑优化,并对优化前后支架的静态性能进行了分析比较，减轻了支架重量，提高了支架的刚度。(3)对天线罩专用磨床进行了改造，在MGKS1332/H高精密高速外圆磨床的外圆磨砂轮架上,设计安装了天线罩专用磨具，同时在磨床头架上安装了带有莫氏5#锥柄的过渡盘。运用有限元软件ANSYS进行了砂轮架改造前后的模态分析,分析了机床改造对机床原有动态性能的影响,并运用机床内置动平衡仪进行了改造后机床的动态性能检测,检测结果表明,改造后的机床动态性能满足要求。(4)进行了改进后天线罩安装系统的性能测试,同时进行了天线罩磨削砂轮主轴系统精度的检验,检验结果表明,改进后天线罩安装系统的精度显著提高,天线罩磨削砂轮主轴系统精度满足设计要求。(5)进行了天线罩内外型面磨削加工实验,实验结果表明,改造后的专用磨床满足天线罩磨削加工要求,提高了天线罩的加工精度,为我国国防工业发展做出了贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.1.1 本课题的研究背景
• 1.1.2 本课题的研究意义
• 1.2 天线罩国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 天线罩技术要求
• 1.3.1 天线罩电厚度与几何厚度之间的关系
• 1.3.2 天线罩电厚度与IPD关系
• 1.3.3 天线罩技术要求分析
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 天线罩现有加工设备介绍
• 2.1 企业现有天线罩加工设备
• 2.1.1 企业现有天线罩专用磨床的特点
• 2.1.2 企业现有天线罩安装方法分析
• 2.1.3 企业现有天线罩加工精度分析
• 2.2 新一代天线罩精密加工设备
• 2.2.1 天线罩数控专用磨床介绍
• 2.2.2 基于主动寻位原理的天线罩安装系统
• 2.3 本章小结
• 第三章 天线罩专用安装系统的改进设计
• 3.1 常用回转类零件的精密安装技术
• 3.2 天线罩内型面专用夹具的总体改进方案
• 3.3 内型面夹具结构分析与优化
• 3.3.1 拓扑优化的理论基础
• 3.3.2 内型面夹具结构的分析
• 3.3.3 内型面夹具结构拓扑优化
• 3.4 内型面夹具的专用V型架设计
• 3.4.1 专用V型架结构设计
• 3.4.2 专用V型架对内型面夹具的影响分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 天线罩专用磨削系统的改造
• 4.1 机械设备改造的基本要求
• 4.2 天线罩专用磨削系统总体改造方案
• 4.2.1 天线罩磨削要求
• 4.2.2 MGKS1332/H磨床概况
• 4.2.3 天线罩专用磨削系统改造方案
• 4.3 天线罩专用磨具详细设计
• 4.3.1 砂轮的研制
• 4.3.2 电主轴选型
• 4.3.3 砂轮架的设计
• 4.3.4 专用磨具总成
• 4.4 专用磨具的安装对机床动态性能的影响分析
• 4.4.1 基于ANSYS的模态分析原理
• 4.4.2 机床砂轮架动态特性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 天线罩专用工艺装备测试及试应用
• 5.1 天线罩专用工艺装备的测试
• 5.1.1 机床寻位器的安装与精度测试
• 5.1.2 内型面夹具专用V型架的测试
• 5.1.3 天线罩专用磨具的测试
• 5.2 天线罩磨削实验及性能测试
• 5.2.1 天线罩磨削工艺参数的设计
• 5.2.2 天线罩磨削实验
• 5.3 本章小结
• 第六章 论文工作总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢