CN102915897B - 能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法及其制作工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法及其制作工装，该行波管管壳的制作方法包括以下步骤：步骤一：选择已旋压好内径的管壳；步骤二：对已旋压好内径的管壳进行外径加工；步骤三：对加工好外径的管壳进行后续加工以形成该行波管管壳。在步骤三之前，该行波管管壳的制作方法还包括以下步骤：提供芯杆；将芯杆和已旋压好内径的管壳组装成一整体，将原本薄壁式的管壳变为芯杆加管壳状的圆棒式结构；将组装好的芯杆和已旋压好内径的管壳进行外径加工；将芯杆从加工好外径的管壳中取出。本发明的优点在于：保证管壳外径的精度和直线度的精度。<!--1-->
Description
技术领域
本发明属于微波电真空器件制造领域，涉及到行波管慢波系统中行波管管壳的制造工艺，尤其涉及能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法及其制作工装。
背景技术
行波管中最常见的是螺旋线行波管，其高频部分的主要部件是慢波结构。螺旋线慢波结构主要有管壳、螺旋线和夹持杆组成，其中螺旋线由三个夹持杆固定后放置在管壳内部。螺旋线内径是行波管中电子束的通道，具有很高的精度，高速电子束在其内部进行运动，决定着螺旋线内孔在直线方向有很高的直线度要求，否则电子束在内部通过中会发生截获等现象，影响行波管的电性能。螺旋线的直线度由夹持杆和管壳的直线度决定，其中包括夹持杆高度一致性、管壳内径一致性、管壳的直线度等方面。
夹持杆的高度一致性可以在购买夹持杆时进行要求，同时在使用时可以进行二次筛选，保证在同个慢波系统中夹持杆的高度一致性控制在0.003mm以内。
管壳由于为真空气密的细长薄壁结构，外径、内径公差均具有一定精度要求，一般采用旋压手段加工。管壳的内径由旋压的芯杆决定，内径的一致性和旋压的具体工艺有关，在进行管壳旋压时保持相同的状态，制作出的管壳内径的均匀性可以保证。旋压只能保持内径尺寸，对管壳的直线度无法进行保证。
管壳的直线度是在管壳内径加工合格后，对外径进行磨削加工时同时保证的，但是管壳为薄壁结构，磨削加工管壳时对薄壁结构产生一定的压力，会将圆形的外径磨削成凹坑甚至小平面，这样导致已加工高精度的尺寸内径受到影响，这样外径的尺寸无法得到满足，管壳的直线度也难以保证。
发明内容
针对管壳外径加工和直线度难以保证问题，有必要提供一种能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法及其制作工作，其即可以加工好管壳外径，也可以保证管壳直线度。
本发明是这样实现的，一种能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其包括以下步骤：
步骤一：选择已旋压好内径的管壳；
步骤二：对已旋压好内径的管壳进行外径加工；
步骤三：对加工好外径的管壳进行后续加工以形成该行波管管壳；
其中，在步骤三之前，该行波管管壳的制作方法还包括以下步骤：
提供芯杆：该芯杆为细长结构，该芯杆设置有位于中部的中间台阶以及位于两端的两个锥状台阶，每个锥状台阶的外径比中间台阶的外径小0.2-0.4mm，中间台阶的长度比行波管管壳的长度大20-40mm，且比已旋压好内径的管壳的长度小5-10mm，中间台阶的直线度每100mm的长度小于0.02mm，中间台阶的外径光洁度大于▽8，中间台阶的硬度大于58HRC，该芯杆两端的两个锥状台阶为工艺段；
将芯杆和已旋压好内径的管壳组装成一整体，将原本薄壁式的管壳变为芯杆加管壳状的圆棒式结构：该芯杆的中间台阶收容在已旋压好内径的管壳内，该芯杆两端的两个锥状台阶部分延伸在已旋压好内径的管壳外，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.003-0.008mm；
将组装好的芯杆和已旋压好内径的管壳进行外径加工：在无心磨床上对已旋压好内径的管壳进行外径的磨削加工，每次加工量不大于0.02mm，单方向进给；
将芯杆从加工好外径的管壳中取出：在取出过程中先将带芯杆的管壳竖立在超声波槽，进行超声波处理，然后取出后将芯杆从加工好外径的管壳中取出，完成管壳外径和直线度的精度方面的保证。
作为上述方案的进一步改进，该芯杆材料为高碳钢。
作为上述方案的进一步改进，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.005mm。
作为上述方案的进一步改进，该行波管管壳的制作方法还包括以下步骤：在芯杆和已旋压好内径的管壳组装之前，芯杆和已旋压好内径的管进行去油处理。
作为上述方案的进一步改进，后续加工包括：先对管壳的长度进行加工形成实际需要的长度，然后对管壳一端的外壁进行加工形成外台阶，之后对管壳另一端的内壁进行加工形成内台阶，最后形成合格的可进行慢波装配的该行波管管壳。
本发明还涉及能保证管壳直线度的行波管管壳的制作工装，其应用于上述任一一项能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法中，该制作工装为细长结构的芯杆，该芯杆设置有位于中部的中间台阶以及位于两端的两个锥状台阶，每个锥状台阶的外径比中间台阶的外径小0.2-0.4mm，中间台阶的长度比行波管管壳的长度大20-40mm，且比已旋压好内径的管壳的长度小5-10mm，中间台阶的直线度每100mm的长度小于0.02mm，中间台阶的外径光洁度大于▽8，中间台阶的硬度大于58HRC，该芯杆两端的两个锥状台阶为工艺段，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.003-0.008mm。
本发明的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法及其制作工装的优点在于：管壳的直线度由芯杆本身直线度进行保证，得到高精度的管壳，管壳直线度在100mm长度范围内可控制在0.05mm内，最好情况可达到0.01mm，从而解决已加工内径后的管壳的外径加工和直线度保证问题，保证管壳外径的精度和直线度的精度。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式提供的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法的工艺示意图。
图2为图1中的管壳结构示意图。
图3为图1中的芯杆结构示意图。
图4为利用本发明较佳实施方式提供的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法制作的行波管管壳的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明技术方案的原理是采用一种高直线度、高光洁度、高硬度的芯杆3，在进行磨削已旋压好内径的管壳2的外径时，将芯杆3放置在管壳2内，芯杆3外径和管壳2内径几乎无间隙的配合，使芯杆3和管壳2形成一整体。将原本薄壁式的管壳2变为芯杆3加管壳状的圆棒式结构，这样在进行外径加工时，易于操作性且易于保证加工精度。然后再进行管壳2外径的磨削加工，这里的磨削加工采用为无心磨加工，无心磨加工宽度由砂轮的厚度决定，仅对管壳2圆周方向进行切削，同时使管壳2向前方移动，加工的直线度由待加工件的本身直线度保证，这里芯杆3本身具有很高的强度和直线度，可以保证加工时管壳2的直线度得到满足。在磨削加工结束后，取下内部芯杆。这样管壳2的外径和直线度都得到满足。
具体实施步骤如下：
选择已旋压好内径的管壳2，对管壳2进行检验，如图2所示，内径的尺寸符合设计公差要求，内径光洁度大于▽8要求，直线度每100mm的长度小于0.1mm。然后将选择好的管壳2截取长度，截取长度比实际管壳长度大20-40mm，这里选取的长度为30mm。
提供芯杆3，芯杆3为细长结构，中间台阶31，两端为锥状台阶32，如图3所示。锥状台阶32外径比中间台阶31外径小0.2-0.4mm，中间台阶31长度比实际管壳长度大20-40mm，这里选取的长度为25mm，这个长度比选取管壳长度小5-10mm。芯杆材料为高碳钢，在中间台阶31上直线度、光洁度和硬度都有一定的要求，其中直线度每100mm的长度小于0.02mm，外径光洁度大于▽8要求，硬度大于58HRC。两端锥状台阶32为工艺段，主要为了方便管壳的放入和取出。
将芯杆3和管壳2组装，将中间台阶31有光洁度要求的芯杆3放入内径有光洁度要求的管壳2中，其中管壳2的两端均超过中间台阶31位置，如图1所示。芯杆3的中间台阶31外径比管壳2内径尺寸小0.003-0.008mm，这里实际选择的是0.005mm。在放入前将芯杆3和管壳2进行去油处理。芯杆3和管壳2组装后形成一整体。
对组装好的芯杆3和管壳2进行管壳2的外径加工，在无心磨床上进行外径的磨削加工，每次加工量不大于0.02mm，单方向进给。
将芯杆3从加工好外径的管壳2中取出，在取出过程中先将带芯杆3的管壳2竖立在超声波槽，进行超声波处理，然后取出后将芯杆3从管壳2中取出。这样就磨削加工就完成管壳2的外径和直线度的精度方面的保证。
对管壳2进行后续加工，加工图4所示，先进行管壳1长度的加工设计成需要的长度，然后对管壳2的外台阶12进行加工，然后对管壳2的内台阶11进行加工，最后形成合格的可进行慢波装配的行波管管壳。
本发明应用制作的行波管管壳，直线度在总长范围内最优可达到0.01mm。管壳的直线度由芯杆本身直线度进行保证，得到高精度的管壳，管壳直线度在100mm长度范围内可控制在0.05mm内，最好情况可达到0.01mm，从而解决已加工内径后的管壳的外径加工和直线度保证问题，保证管壳外径的精度和直线度的精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其包括以下步骤：
步骤一：选择已旋压好内径的管壳；
步骤二：对已旋压好内径的管壳进行外径加工；
步骤三：对加工好外径的管壳进行后续加工以形成该行波管管壳；
其特征在于，在步骤三之前，该行波管管壳的制作方法还包括以下步骤：
提供芯杆：该芯杆为细长结构，该芯杆设置有位于中部的中间台阶以及位于两端的两个锥状台阶，每个锥状台阶的外径比中间台阶的外径小0.2-0.4mm，中间台阶的长度比行波管管壳的长度大20-40mm，且比已旋压好内径的管壳的长度小5-10mm，中间台阶的直线度每100mm的长度小于0.02mm，中间台阶的外径光洁度大于▽8，中间台阶的硬度大于58HRC，该芯杆两端的两个锥状台阶为工艺段；
将芯杆和已旋压好内径的管壳组装成一整体，将原本薄壁式的管壳变为芯杆加管壳状的圆棒式结构：该芯杆的中间台阶收容在已旋压好内径的管壳内，该芯杆两端的两个锥状台阶部分延伸在已旋压好内径的管壳外，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.003-0.008mm；
将组装好的芯杆和已旋压好内径的管壳进行外径加工：在无心磨床上对已旋压好内径的管壳进行外径的磨削加工，每次加工量不大于0.02mm，单方向进给；
将芯杆从加工好外径的管壳中取出：在取出过程中先将带芯杆的管壳竖立在超声波槽，进行超声波处理，然后取出后将芯杆从加工好外径的管壳中取出，完成管壳外径和直线度的精度方面的保证。
2.如权利要求1所述的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其特征在于，该芯杆材料为高碳钢。
3.如权利要求1所述的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其特征在于，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.005mm。
4.如权利要求1所述的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其特征在于，该行波管管壳的制作方法还包括以下步骤：在芯杆和已旋压好内径的管壳组装之前，芯杆和已旋压好内径的管壳进行去油处理。
5.如权利要求1所述的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法，其特征在于，后续加工包括：先对管壳的长度进行加工形成实际需要的长度，然后对管壳一端的外壁进行加工形成外台阶，之后对管壳另一端的内壁进行加工形成内台阶，最后形成合格的可进行慢波装配的该行波管管壳。
6.能保证管壳直线度的行波管管壳的制作工装，其应用于如权利要求1至5中任意一项所述的能保证管壳直线度的行波管管壳的制作方法中，其特征在于，该制作工装为细长结构的芯杆，该芯杆设置有位于中部的中间台阶以及位于两端的两个锥状台阶，每个锥状台阶的外径比中间台阶的外径小0.2-0.4mm，中间台阶的长度比行波管管壳的长度大20-40mm，且比已旋压好内径的管壳的长度小5-10mm，中间台阶的直线度每100mm的长度小于0.02mm，中间台阶的外径光洁度大于▽8，中间台阶的硬度大于58HRC，该芯杆两端的两个锥状台阶为工艺段，该中间台阶的外径比已旋压好内径的管壳的内径尺寸小0.003-0.008mm。
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