孫龍

（桂林長海發(fā)展有限責(zé)任公司，廣西 桂林 541001）

前言

在我廠生產(chǎn)的雷達(dá)產(chǎn)品中，要用到大量的銅或鋁異型波導(dǎo)管，隨著科技快速發(fā)展,我公司高新電子設(shè)備不斷更新,雙通道波導(dǎo)管更是一個(gè)新的技術(shù)突破領(lǐng)域，裝備對微波元件加工的要求越來越精密，特別是毫米波在雷達(dá)通信，電子對抗，儀器測量上的應(yīng)用，使微波元件的尺寸更小，形狀更復(fù)雜，精密要求更高。作為傳輸電磁波的波導(dǎo)管是微波元件中的重要組成部分，其中各種形狀的雙通道波導(dǎo)管的加工則是波導(dǎo)管加工中的難點(diǎn)，不僅要確保雙管彎曲處橫截面要與直波導(dǎo)處橫截面保持一致,同時(shí)還要確保雙管角度與兩口部平行一致。

一、雙通道波導(dǎo)管彎曲成形要求及成形特點(diǎn)

（一）所要達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)

a.可進(jìn)行寬面及窄面的彎曲，其彎曲角度為30°-150°，彎曲精度為±10′。

b.寬面彎波導(dǎo)最小彎曲半徑達(dá)20mm。

c.窄面彎波導(dǎo)最小半徑達(dá)40mm。

d.波導(dǎo)管彎曲內(nèi)腔表面粗糙度Ra 小于或等于0.8mm。

e.彎曲波導(dǎo)管滿足電磁波性能指標(biāo)。

（二）雙通道波導(dǎo)管成形的特點(diǎn)

雙通道波導(dǎo)管是我公司突破的一個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域，雙通道波導(dǎo)管（如下圖1）是該產(chǎn)品微波器件中重要零件之一，該雙通道波導(dǎo)管為非標(biāo)波導(dǎo)管，由雙通道彎波導(dǎo)管、雙通道直波導(dǎo)管，以及兩根單通道彎波導(dǎo)管組合而成。

以前公司所加工的波導(dǎo)管均為單通道波導(dǎo)管，加工工藝是通過模具將波導(dǎo)管彎曲成型后，焊接于法蘭盤上，用角度尺通過兩次定位找正，銑平法蘭盤，通過整形、矯正、修銼管口內(nèi)腔等，確保各尺寸精度達(dá)圖紙要求,最后使用鉆模加工定位孔以及螺釘安裝孔完成波導(dǎo)管的加工。由于單根波導(dǎo)管的連接均為定位孔螺紋固緊零件連接，而定位孔均為通過鉆模以波導(dǎo)管內(nèi)腔定位加工而成，因此能夠保證每一根波導(dǎo)管的內(nèi)腔能夠很好地連接在一起，而雙通道波導(dǎo)管如果也是采用與單通道波導(dǎo)管一樣的方法加工，如果每一根波導(dǎo)管與法蘭盤的對稱度不能夠很好地得到保證，兩管內(nèi)腔中心矩?zé)o法保證,則雙通道波導(dǎo)管零件數(shù)量較多時(shí)，波導(dǎo)管內(nèi)腔會形成臺階接縫，將大大地影響零件的性能，因不可避免地存在誤差，導(dǎo)致雙通道波導(dǎo)管加工的具有較大的難度 。

二、加工難點(diǎn)分析及解決思路

（一）彎曲變形應(yīng)力應(yīng)變情況分析

對于波導(dǎo)管而言，與圓管相比，矩形管形狀并不是自支撐結(jié)構(gòu)，且在彎曲期間，不能保證圓周金屬形成內(nèi)弧線與外弧線的流動性，因此，在矩形管實(shí)際分析中，很難形成小半徑的彎曲狀態(tài)。

通常情況下，在實(shí)際工作中，可以假設(shè)金屬材料拉伸與壓縮都會產(chǎn)生同一變形抵抗力，且可以利用均一方式表達(dá)金屬機(jī)械性能，進(jìn)而可形成同一應(yīng)力的拉伸與壓縮方式。在波導(dǎo)管模具與芯棒實(shí)際分析期間，可以將其作為剛體結(jié)構(gòu)，認(rèn)為管材內(nèi)腔幾何尺寸不會發(fā)生任何變化，只需開展管壁應(yīng)力應(yīng)變方面的分析工作即可。在開始彎曲加工的時(shí)候，中性材料與管材之間出現(xiàn)重合現(xiàn)象，在增加變形之后，中性材料會出現(xiàn)部分移動的現(xiàn)象，而拉伸的區(qū)域逐漸增加，壓縮的結(jié)構(gòu)減少，外側(cè)的壁厚呈現(xiàn)明顯的變薄趨勢。

（二）形彎銅波導(dǎo)管壓彎成形工藝

1.為了克服多件矩形彎銅波導(dǎo)管壓彎后的尺寸不一致?，F(xiàn)壓彎成形工藝去掉了上下墊帶。去掉上下墊帶的目的是保證壓彎成形后凸模、凹模、波導(dǎo)管3 者在無外力的作用下仍舊保持壓彎成形時(shí)的緊密閉合狀態(tài)。保持緊密閉合狀態(tài)的好處是以利用壓彎模具限制波導(dǎo)管在抽鋼帶時(shí)的變形。凸模和凹模不僅僅完成成形，還起到校形的作用。上下墊帶去掉后，壓彎成形時(shí)摩擦阻力增大，壓彎力增大，并且兩數(shù)值的增大沒有造成波導(dǎo)管表面的任何缺陷。提高凸模和凹模工作面的粗糙度值和加潤滑油可以有效地減小摩擦阻力和壓彎力。

2.為了保證凸模、凹模、波導(dǎo)管三者在抽鋼帶力的作用下仍舊保持壓彎成形時(shí)的緊密閉合狀態(tài)，設(shè)計(jì)了通用夾緊工裝。該工裝強(qiáng)度高，剛性好，實(shí)現(xiàn)了在夾緊的狀態(tài)下抽帶。只要將各種壓彎凸模和凹模的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)在規(guī)定范圍內(nèi)，就可以反復(fù)使用。

3.波導(dǎo)管的內(nèi)腔尺寸主要取決于內(nèi)填鋼帶的厚度和寬度，寬度尺寸在制作時(shí)確定了，厚度是由若干片鋼帶疊加而成，因此控制厚度是重要工步。原壓彎成形工藝檢測疊片厚度是在鋼帶穿完后進(jìn)行，受空間的限制只能在10～20mm的范圍內(nèi)測量厚度，疊片之間的壓不實(shí)容易造成測量誤差。新壓彎成形工藝要求穿帶前疊片在虎鉗上至少夾緊長200 mm 左右才能確定疊片組合，一般控制疊片組合的厚度尺寸偏差為士0.03mm。

（三）兩波導(dǎo)管之間的內(nèi)腔中心距離要求嚴(yán)格

如上圖2、3、4 所示雙通道波導(dǎo)管，其兩波導(dǎo)管中心距公差為±0.03mm，與銷釘定位孔對稱度也為±0.03mm，且波導(dǎo)管與法蘭盤之間的連接需要通過焊接固定，而焊接也容易產(chǎn)生變形，造成零件超差。

為了保證兩波導(dǎo)管中心距公差為±0.03mm，因此圖2 所示兩側(cè)法蘭盤中心距公差也應(yīng)該為±0.03mm，且彎曲后加工的波導(dǎo)管兩端臺階其對稱度也必須達(dá)到0.03mm，由于波導(dǎo)管經(jīng)過冷彎曲后，會產(chǎn)生變形，這也造成了波導(dǎo)管兩端臺階要達(dá)到對稱度0.03mm 難度非常大，固這是該雙通道波導(dǎo)管的一個(gè)加工技術(shù)難點(diǎn)。

那如何保證該雙通道波導(dǎo)管的中心距，最后決定通過焊接定位工裝來保證零件的中心距。我們首先加工如下圖3 所示焊接定位工裝，工裝要求兩凸臺的中心距精度達(dá)到0.015mm，兩凸臺與波導(dǎo)管的配合公差也控制在0.015mm,這樣將兩彎曲加工完成的波導(dǎo)管內(nèi)腔套入凸臺中，再進(jìn)行焊接即可保證該零件的設(shè)計(jì)要求。由于采用該方法零件的中心距由工裝基本能保證焊接變形問題,最后通過較正,整口,修銼口部尺寸達(dá)圖紙精度要求.這樣法蘭盤安裝波導(dǎo)管的口部公差就沒有必要按照±0.03mm 公差來加工，可以按照公差+0.2mm 來加工，另外波導(dǎo)管的定位凸臺公差以及對稱度也不需要按照±0.015mm 公差來加工，只需按照-0.2mm 公差來加工即可，大大減輕了各工序的加工難度，也能很好地保證零件的質(zhì)量，大大地提高零件的加工效率，加工時(shí)間縮短至少30%以上，最后通過修銼內(nèi)腔管口尺寸保證雙管中心矩,以波導(dǎo)管內(nèi)腔定位鉆鉸孔即可完成零件的加工。

（四）零件焊接完成后修銼內(nèi)腔及保證雙管中心矩

雙通道波導(dǎo)管屬于薄壁零件經(jīng)過焊接成型后，波導(dǎo)管口部收縮變成不規(guī)則形狀，管口收縮一般都會比管口實(shí)際尺寸小0.1-0.3mm。在進(jìn)行鉗工修銼校正時(shí)，制作雙管鉆模芯子，如圖4 鉆模為鉆孔、管口修配校正雙管通用模。以修配的方法進(jìn)行修銼，選用什錦三角

銼進(jìn)行修銼，保證管口銳邊、直角度、對稱度、以及管口各尺寸要求，以芯子定位修配，用木榔頭輕輕敲打芯子，注意不能用太大力敲打造成波導(dǎo)管變形。輕輕地敲打，芯子與管口擠壓會呈現(xiàn)出高點(diǎn)，修掉高點(diǎn)即可。根據(jù)每一根波導(dǎo)管口變形不同，配合情況不同，可以分段次進(jìn)行修配，直達(dá)芯子可以緊緊裝入，再選用180-400 目砂布進(jìn)行精加工，砂光內(nèi)腔粗糙度達(dá)1.6，以此修配法加工可以有效地保證雙管中心矩尺寸。

三、結(jié)束語

本文重點(diǎn)介紹了雙通道波導(dǎo)管加工的難點(diǎn)、解決思路，通過合理安排工藝，制作簡單的定位工裝及鉆模，完成了雙通道波導(dǎo)管的加工，滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過調(diào)試，該波導(dǎo)管電性能良好，成功應(yīng)用到某重點(diǎn)產(chǎn)品的批次生產(chǎn)，為工廠帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。