[发明专利]一种大曲率双曲度高精度天线面板的复合成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大曲率双曲度高精度天线面板的复合成形方法，尤其是指一种大曲率双曲度连续表面的高精度蜂窝夹层结构天线面板的成形方法，属于机械工程/板料成形领域。

背景技术

随着卫星通讯、无线电测控、深空探测和大型射电望远镜等领域的高速发展，不仅对天线的需求越来越广泛，而且对天线天线面板的精度、环境适应性以及可靠性提出了很高的要求。室外天线接收电磁波的频率越来越高，就要求天线表面的RMS值(均方根值)也越来越高。室外天线相比微波暗室中的天线面板，其所处的环境要复杂很多，既有风雨雷电的侵袭，还有一年四季的气候变化。这就要求室外天线具有高精度的同时在使用期限内不能被复杂的外界环境破坏。现有的开缝制造工艺虽然能达到精度要求，但容易造成局部型面的损伤；采用飞机蒙皮的制造工艺虽然能获得连续的表面，结构比较完整，但是成形精度较差。

本申请中涉及的高精度天线面板是由三层预拉成形的铝板、两层耐久型无孔蜂窝芯、板芯胶以及连接预埋件组成，通过在柔性多点模具上逐层铺设，采用真空袋密封形成负压，待胶常温固化后形成的蜂窝夹层结构天线面板(下文简称夹层板)。

另经申请人在大量的研究与实验过程中所了解，现有技术中主要存在以下问题：

1、以前制造的高精度天线面板的三层铝板采用了开缝释放应力技术，只适合制造小曲率的天线面板。对于制造大曲率的天线面板来说，整体结构回弹仍然很大，成形精度较差。

2、开缝方案破坏了三层铝板的整体性，尤其是工作板和背板上面的缝隙。采用该方案所制造的天线面板表面的缝隙虽然用导电胶进行了封堵，但长期的室外风化作用，很可能会使导电胶脱落，进而腐蚀到蜂窝芯子，造成天线面板局部型面发生改变，影响电气性能。因此采用开缝方案制造的天线面板不适于在环境复杂多变的室外使用，现急需一种连续表面且贴模精度高的工艺方案成形大曲率的高精度天线面板。

3、现有的连续表面释放应力成形方法主要是通过开不超过铝板厚度三分之二的窄槽，但其释放应力的效果没有开缝方法好，只适用于成形小曲率的高精度面板。对于曲率稍大的面板，成形精度较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种大曲率双曲度高精度天线面板的复合成形方法，实现室外天线所要求的连续表面、高精度、大刚度、轻重量的技术目标。

本发明的基本原理为：根据单块天线面板在空间的位置进行建模，利用空间曲面的展开算法得到三层铝板的坯料加工图并确定其相对位置；利用钉高计算软件算出工艺补偿面的钉高数值，把钉床按钉高数据调好，铺上垫板并定位；以单块天线面板的工作表面为数模加工一个实体模具，采用拉形的方法对三层铝板进行预拉成形；根据三层铝板的坯料加工图制作拉形板料的裁剪样板并对拉形完的板料进行裁剪。把三层铝板和两层蜂窝的接触面上涂胶并逐层铺放在垫板上，定位；盖上真空袋抽真空固化。待固化完成后，从钉床上取出天线面板并进行封边工艺。这就实现了适用于室外的大曲率连续表面、高精度、大刚度、轻重量的天线天线面板的制造目标。

本发明是一种大曲率双曲度高精度天线面板的复合成形方法，该高精度天线面板为夹层结构，具体包括三层预拉成形的铝板、两层蜂窝芯和用于连接的预埋件；其中三层铝板为工作板、中接板及背板；两层蜂窝芯为第一蜂窝芯及第二蜂窝芯，预埋件用标准螺钉连接在中接板上。

本发明的目的是这样实现的，本发明包括步骤：

1、在YOZ坐标系下，导入工作板反射面的理论曲线或根据曲线方程绘制理论曲线，以该理论曲线为母线绕Z轴旋转一周形成工作板理论曲面；

2、根据分块方案，对工作板理论曲面进行分割形成单块工作板理论曲面；

3、以单块工作板理论曲面的最低点为基点，建立单块工作板理论曲面的切平面，之后在切平面上展开此单块工作板理论曲面，形成单块工作板展开料；

4、以单块工作板理论曲线为基准沿法向向上偏移49.5mm，得到单块中接板理论曲线，以此单块中接板理论曲线为母线绕Z轴旋转一周形成中接板理论曲面；

5、然后根据封边工艺要求，分割出单块中接板理论曲面，并在此单块中接板理论曲面上建立预埋件的连接孔；

6、以单块中接板理论曲面的最低点为基点，建立单块中接板理论曲面的切平面，之后在切平面上展开此单块中接板理论曲面，形成单块中接板展开料；

7、以单块工作板理论曲线为基准沿法向向上偏移98.5mm，得到单块背板理论曲线，以此单块背板理论曲线为母线绕Z轴旋转一周形成背板理论曲面；