一种用于像增强管壳体高精度加工的工装及加工方法与流程

本发明属于微光像增强器制造领域，具体涉及一种用于像增强管壳体高精度加工的工装及加工方法，通过设计像增强管壳体专用的加工夹具、刀具及加工方法，依托精密数控加工设备来实现像增强管壳体的高精度加工。

背景技术：

1、微光像增强管是微光像增强器的核心组件，属于高真空器件，微光像增强管主要是由阴极输入窗、微通道板mcp、壳体(或称“管壳”)、荧光屏及光纤面板输出窗组成，微光像增强管组成结构示意如附图1所示。

2、微光像增强管壳体(以下简称“管壳”)是制造微光像增强管的核心零部件。在微光像增强管制作时，需要根据各产品型号的设计要求，将封装的管壳加工为特定尺寸，即以管壳装配环正面为基准面，进行管壳阳极尺寸和阴极尺寸加工。

3、传统的加工方法是利用普通车床将管壳阴极环向内、装配环顶紧一次装夹，以装配环正面为基准面车削管壳隔离圈，即为阳极尺寸；再以管壳隔离圈向内，隔离圈顶紧二次装夹，以隔离圈车削面为基准面进行阴极环车削加工，即为阴极尺寸。以此方法加工管壳的阳极尺寸和阴极尺寸，管壳先后二次装夹，手动碰点控制车削，两次车削加工的基准面不同，存在累积误差，因此管壳车削尺寸精度、平行差偏差大，且人工操作质量一致性较差、效率低。

技术实现思路

1、针对上述传统方法加工管壳阳极尺寸和阴极尺寸存在累积误差，导致加工尺寸精度、平行差偏差大，且人工操作质量一致性较差、效率低的问题。本发明依托精密数控加工设备，提供了一种用于像增强管壳体高精度加工的工装及加工方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于像增强管壳体高精度加工的工装，该工装包括管壳夹具、管壳盖板夹具、管壳定位夹具、专用阳极车削刀具和专用阴极车削刀具；所述管壳夹具通过夹持紧固在精密数控加工设备主轴上；将待加工管壳阴极环向内装入管壳夹具中，待加工管壳装配环正面紧贴管壳夹具的台阶式装配面；将管壳盖板夹具装入管壳夹具并紧贴待加工管壳装配环背面；再用管壳定位夹具通过拧紧螺纹压实管壳盖板夹具，实现紧固待加工管壳。

4、一种像增强管壳体高精度加工的专用阳极车削刀具，用于匹配所述夹具(管壳夹具、管壳盖板夹具、管壳定位夹具)对管壳隔离圈尺寸进行车削加工，专用阳极车削刀具基体由高强度合金钢制作，硬质合金刀刃，以保证刀具的切屑力。

5、一种像增强管壳体高精度加工的专用阴极车削刀具，用于匹配所述夹具(管壳夹具、管壳盖板夹具、管壳定位夹具)对管壳阴极环尺寸进行车削加工，专用阴极车削刀具基体由高强度合金钢制作，硬质合金刀刃，以保证刀具的切屑力。

6、一种像增强管壳体高精度加工的加工方法，与传统车床手工车削加工方式相比，由原来的二次装夹，基准面不同，手动碰点控制加工方式优化为一次装夹，基准面相同，依次双面数控加工方式，消除车削加工累积误差。具体加工方法步骤如下：

7、s1，将专用阳极车削刀具、专用阴极车削刀具，分别牢固地安装在精密数控加工设备的刀架上，根据管壳坐标设定，完成对刀操作。

8、s2，将管壳夹具通过夹持紧固在精密数控加工设备主轴上；将待加工管壳阴极环向内装入管壳夹具中，待加工管壳装配环正面紧贴管壳夹具的台阶式装配面；将管壳盖板夹具装入管壳夹具紧贴待加工管壳装配环背面；再用管壳定位夹具通过拧紧螺纹压实管壳盖板夹具，实现紧固待加工管壳。

9、s3，精密数控加工设备执行下列高精度加工操作：借助faunc编程系统，对待加工管壳进行建模加工设计，依据待加工管壳信息设定管壳车削工艺参数，主要包括主轴速度、车削直径、切屑深度、进给速度等，加工路径生成，完成数控加工程序的编制。

10、s4，启动精密数控设备进行程序运转，并对管壳进行试加工，该设备根据设定程序依次自动调出车削刀具进行管壳隔离圈、阴极环尺寸加工，等加工完毕，对试加工的管壳进行尺寸测量，当形状、尺寸精度不满足要求时，修正程序和刀具补偿值，然后再次进行试加工。

11、s5，管壳试加工满足要求时，精密数控加工程序切屑进给恰当、刀具形状补偿及磨损补偿量设定正确，确认管壳数控加工程序。

12、s6，将待加工管壳依次装夹，启动管壳数控加工程序进行正式加工，完成对管壳的高精度自动化加工。

13、本发明与原有技术相比，其有益效果为：

14、(1)提高了管壳阳极尺寸和阴极尺寸加工精度，加工精度由原来的±0.02mm，提升至±0.01mm以内，精度范围缩小至原有技术的50％以内。

15、(2)提高了管壳加工面的平行差，平行差由原来的±0.04mm，提升至±0.02mm以内，精度范围缩小至原有技术的50％以内。

16、(3)提升了加工效率；管壳加工用时由原来的5.45min/件缩短至1.82min/件，加工用时在原有技术基础上缩短了67％。

17、(4)提升了同类产品主要性能指标分辨力平均值的9.2％。

技术特征：

1.一种用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于，该工装包括管壳夹具(2)、管壳盖板夹具(3)、管壳定位夹具(4)、阳极车削刀具(5)及阴极车削刀具(6)；所述管壳盖板夹具(3)紧贴管壳(11)装配环的背面，所述管壳定位夹具(4)用于对管壳盖板夹具(3)进行固定；

2.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

3.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

4.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

5.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

6.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

7.根据权利要求1所述的用于像增强管壳体高精度加工的工装，其特征在于:

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的一种用于像增强管壳体高精度加工的工装的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于像增强管壳体高精度加工的工装及加工方法，该工装包括管壳夹具、管壳盖板夹具、管壳定位夹具、阳极车削刀具及阴极车削刀具；管壳盖板夹具紧贴管壳装配环的背面，管壳定位夹具用于对管壳盖板夹具进行固定；管壳夹具呈同轴多级圆柱形状，自下而上由第一级大直径圆柱体、第二级小直径圆柱体、第三级台阶式圆柱体、第四级圆柱体和第五级圆柱体共同组成；第四级圆柱体用于与管壳盖板夹具紧密配合，第五级圆柱体与管壳定位夹具具有螺纹结构，用于压实管壳盖板夹具实现紧固管壳。本发明提高了管壳阳极尺寸、阴极尺寸加工精度及管壳加工面的平行差，提升了加工效率，提升了同类产品主要性能指标。

技术研发人员：许有毅,方舟,马怀超,谭远航,李金沙,宋奇庚,陈超,陈坤杨,李臻,许灵吉,曾进能,冯辉,阿永发
受保护的技术使用者：北方夜视技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21