一种耐海洋环境的捷联惯性导航底座精密加工方法与流程

本发明涉及一种耐海洋环境的捷联惯性导航底座精密加工方法。

背景技术：

捷联惯性导航设备由：底座、imu支架、陀螺、加速度计及电路板等零件组成，底座的下端面平面度、上端面平面度及平行度、靠面平面度及垂直度等形位公差和粗糙度都要求极高。工作于海洋大气环境中的捷联惯性导航设备经常处于高温、高湿、高盐雾、酸性大气的环境中，相较于陆上环境，其腐蚀速度会大大加快，从而快速破坏捷联惯性导航设备的底座精度面。

现有捷联惯性导航设备底座主要采用以下两种方式来在保证高精度及耐海洋环境条件下。

1、捷联惯性导航设备底座采用不锈钢材质，其加工方法是：

这种方式可获得高的底座形位精度和小的表面粗糙度外，也可以提高耐海洋环境，但增加了设备重量。

2、为了降低第一种方式带来的设备重量增加，第二种方式采用超硬铝+不锈钢垫块组合方式，如图1所示，其加工方法是：首先分别粗加工台体及垫块，台体喷涂油漆后与垫块通过定位销及螺钉装配，然后使用平面磨床精磨底面，并使用立镗镗削上端面、卧镗镗削靠面。台体选用7a04材料，垫块选用022cr17ni12mo2材料，淬火hrc42以上，具有很高的强度和表面硬度，因此底座在满足海洋环境条件下也可获得高精度形位公差。但这种方式加工工序复杂且存在台体与垫块结合处因油漆脱落易造成缝隙腐蚀的问题。

综上所述，目前通用船用捷联惯性导航底座加工方法存在不同的缺点，在满足底座高精度要求下，难以保证底座满足海洋大气环境。

技术实现要素：

本发明其目的就在于提供一种耐海洋环境的捷联惯性导航底座精密加工方法，本加工方法是底座采用一体化结构代替分体结构，选用超硬铝7a04材料，使用镗削、研磨，硬质阳极氧化工序，提高底座在满足海洋环境条件下的加工精度，具有加工精度高、耐腐蚀性强、操作方便的特点。

实现上述目的而采取的技术方案，包括步骤为：在底座的精加工阶段，首先采用立式坐标镗、卧式坐标镗，人工研磨三种工序循环精加工上下端面及靠面，即立镗下端面、研磨已镗面、立镗上端面、卧镗靠面、研磨上端面及靠面的工艺流程，平面度、平行度及垂直度公差值达到微米级，经过硫酸硬质阳极氧化处理，氧化膜层厚度为0.06~0.08mm，为了获得较厚和致密的氧化膜层，优选硫酸硬质阳极氧化处理控制参数为：温度-8°~-4°，氧化时间50min~60min，电流密度1~2a/dm²，然后采用人工研磨工序超精密加工底座上下端面及靠面，氧化膜层厚度为0.03~0.05mm，最后使用沸水封孔，为了提高氧化膜层封孔效率，优选沸水封孔控制参数为：水温95°~99°，ph值5.6~5.9，时间15~20min。通过这些加工步骤在保证底座上下端面及靠面的平面度、平行度，垂直度精度指标的同时确保底座耐海洋环境条件。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

1、加工精度高、耐腐蚀性强：底座采用超硬铝7a04代替不锈钢或者不锈钢+超硬铝组合形式，能够有效降低底座重量和避免底座装配连接处发生缝隙腐蚀。对底座先精密加工，然后进行硫酸硬质阳极氧化，并对氧化后的底座进行人工研磨，最后进行封闭，从而保证底座各项精度指标要求及耐海洋环境条件。

2、操作方便：除采用表面处理、无损测厚等共性的工艺措施外、避免了对机床的改装、重新采购等特殊性要求，便于组织生产，可实施性较强。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述

图1为现有捷联惯性导航底座结构组成示意图；

图2为本加工方法中的底座结构示意图；

图3为本加工方法中的底座上下端面加工工艺简图

图4为本加工方法中的底座靠面加工工艺简图

1—台体、2—垫块。

具体实施方式

一种耐海洋环境的捷联惯性导航底座精密加工方法，包括步骤为：在底座的精加工阶段，首先采用立式坐标镗、卧式坐标镗、人工研磨三种工序循环精加工上下端面及靠面，镗削下端面、研磨已镗面、立镗上端面、卧镗靠面、研磨上端面及靠面的工艺流程，平面度、平行度及垂直度公差值达到微米级，然后经过硫酸硬质阳极氧化处理后，膜层厚度为0.06~0.08mm，为了获得较厚和致密的氧化膜层，优选硫酸硬质阳极氧化处理控制参数为：温度-8°~-4°，氧化时间50min~60min，电流密度1~2a/dm²，再次采用人工研磨工序超精密加工底座上下端面及靠面，达到更小的平面度、平行度及垂直度公差，膜层厚度为0.03~0.05mm，最后经过沸水封孔，为了提高氧化膜层封孔效率，优选沸水封孔控制参数为：水温95°~99°，ph值5.6~5.9，时间15~20min。通过这些加工步骤在保证底座上下端面及靠面的平面度、平行度及垂直度精度指标的同时确保底座耐海洋环境条件。

实施例

1、底座加工工艺：如下表所示，底座选用7a04材料，经下料、cs热处理、粗铣、调质处理，硬度控制在hrc42~52，保证材料具有良好的力学性能、加工研磨性能和尺寸稳定性，再进行半精数控铣^________高低温时效处理^________精密坐标镗：立式坐标镗镗削下端面、人工研磨下端面、立式坐标镗镗削上端面、卧式坐标镗镗削靠面、人工研磨上下端面及靠面^________硫酸硬质阳极氧化处理^________超精密加工：人工研磨上下端面及靠面^________沸水封孔处理，保证上下端面和靠面的形位精度及表面粗糙度并满足海洋环境条件。

2、精密加工方法：

底座高低温时效处理后，精密加工步骤列表如下：

注：本表删除了部分与论述无关的工序内容。

技术特征：

技术总结
一种耐海洋环境的捷联惯性导航底座精密加工方法，在底座的精加工阶段，首先采用立式坐标镗、卧式坐标镗，人工研磨三种工序循环精加工上下端面及靠面，即立镗下端面、研磨已镗面、立镗上端面、卧镗靠面、研磨上端面及靠面的工艺流程，平面度、平行度及垂直度公差值达到微米级，经过硫酸硬质阳极氧化表面处理，氧化膜层厚度为0.06~0.08mm，然后采用人工研磨工序超精密加工底座上下端面及靠面，氧化膜层厚度为0.03~0.05mm，最后使用沸水封孔。通过这些加工步骤在保证底座上下端面及靠面的平面度、平行度，垂直度精度指标的同时确保底座耐海洋环境条件。

技术研发人员：黄帅;杨微;张洁琦;辛金栋;石海林
受保护的技术使用者：黄帅
技术研发日：2017.11.18
技术公布日：2018.04.20