基座孔系加工工艺设计方法

毛俊东，李润林

(中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京 210003)

0 引言

基座是雷达天线转台中极其重要的一部分。基座的设计和制造对雷达整机设备的精度、成本和加工周期影响很大。基座轴系误差直接影响雷达天线的指向精度，而天线转台的运动平稳性及数据传动误差直接影响雷达的测角精度。因此，需要精心设计基座的孔系加工工艺，提高孔系基座制造及装配精度、传动平稳性，降低天线转台的数据传动误差，提高整机的电性能。本文主要阐述了提高基座方位传动装置和方位同步机组安装孔系加工精度的工艺设计方法，优选钻孔模材料，设计基座钻孔模，提高钻孔精度及钻孔效率。

1 基座孔系工艺设计

1.1 基座孔系工艺设计要点

该基座的加工重点是如何保证图1中4×M6、4×M10两组孔的孔系精度。两组孔的设计基准均为基座回转中心，需要辅助的工艺基准作为孔系钻孔模的定位基准。图1中“配镗工装定位孔1”和“配镗工装定位孔2”作为两组孔系钻孔模定位基准。由于两组孔部分位置受基座底座法兰的遮挡见图1中基座投影线所示范围内，铣床镗刀不能直接钻出两组孔系的底孔，必须使用钻孔模来保证两组孔系底孔加工精度。

根据设计要求，考虑该基座生产数量和加工的经济性，钻孔模采用在钻模板上镶嵌钻套的结构形式。

1.2 钻孔模设计及运用

为设计满足要求的钻孔模，需要对钻孔模的形状、材料、加工工艺等有严格的要求。根据基座结构，设计的两副钻孔模如图2所示。

1.2.1 钻孔模材料

钻孔模除钻套外其他零件均采用常用材料35钢。该材料是中碳优质结构钢，切削加工性好，变形小。

图1 基座安装孔系结构图

图2 基座两组钻孔模结构图

钻套材料选用CrWMn。该材料是应用广泛的模具钢，具有良好的加工性，较高的淬透性，且淬火变形小。CrWMn 淬火后获得马氏体组织其硬度能达到HRC62～65，具有高硬度和高耐磨性。

1.2.2 模具结构尺寸设计

钻孔模连接心轴(图2中件3）与定位孔(图2中件2）、安装板(图2中件1）都采用小间隙配合，保证装配后的精度要求。钻孔模以定位孔为中心在安装板4个侧面刻十字线，刻线宽度不超过0.1 mm，以备后续模具定位。

1.2.3 模具加工工艺设计

钻孔模中安装板、定位板、连接心轴3个零件采用普通的加工工艺即可满足零件设计要求。钻孔模中的钻套加工工艺是关键。为保证钻套要求，其加工工艺采用车削(留一定余量）——淬火处理——研磨零件内外表面，使之达到图纸要求。为保证钻套能压入安装板，钻套的两端倒角。

零件加工完成后进行模具的装配。首先将钻套压入钻模安装板中，然后将连接心轴装入安装板，最后将定位板装入。定位板和安装板之间不能有间隙，装配过程中需要用塞尺进行检验确认。

1.2.4 模具使用方法

模具在使用时，先将基座倒放使基座上部与支撑平板接触，将两钻孔模的定位板装入基座相应定位孔中。注意装入钻孔模时要水平放入禁止用力敲击，以免损坏定位板及模具。钻孔模与基座结合面贴合，不能有缝隙。调整钻孔模和基座刻线(如图1所示6处“刻线处”）的相对位置，使刻线完全重合。确认模具完全贴合和刻线都重合后用通用夹具将钻孔模和基座夹紧。使用夹具时要注意不能对模具4个孔钻孔部位有遮挡。最后用塞尺检测基座与钻孔模之间的间隙，间隙不能大于0.02 mm。完成以上工作后利用手电钻钻孔。钻孔时要保证钻孔模和基座始终处于夹紧状态。待所有底孔钻出，松开、取下钻孔模，攻两组螺纹孔。

2 设计运用效果分析

利用三坐标测量使用钻孔模后的基座两组孔系底孔孔距，其中表1、表2为分别测量3个基座加工后的数据。由表1 可知，基座左边孔系精度满足设计要求，孔距分布较均匀。由表2 可知，基座右边每组孔距误差最大为0.05 mm，角度误差也在设计范围内。由测量结果可知，用钻孔模后基座孔系加工精度得到有效保证，孔距精度可满足实际雷达天线转台的设计要求。

表1 底孔孔距测量值

表2 底孔测量值

3 结束语

在基座孔系加工过程中使用钻孔模，保证了孔系加工精度，减少了对工人技术水平的依赖。通过对使用钻孔模钻出基座定位孔底孔的转台装配后的精度检验，其传动精度满足设计要求，误差分布状况也与理论值相吻合。由于提高了孔系精度减少了装配次数，提高了装配效率，缩短了工期，减小了工人的劳动强度。同时，减少了安装次数便实现了以上两个装置的定位，避免了因多次拆装对装配零件的损坏。

上述钻孔模的加工难度不大，易于达到。通过上述模具在基座加工中的使用表明，该工艺设计方法满足了基座孔系设计要求，为满足转台装配技术指标提供了一种有效途径。

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