CN103394915B - 板式电桥波导自定位工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及板式电桥波导自定位工艺，它包括：备料，完成板式电桥波导各零件的初步加工；将加工后的各零件分别进行表面处理，除去零件表面的油污、杂质等；装配左右壁板、上下端板、隔板和钎料；将装配好的板式电桥波导配合使用工装夹具放入真空铝钎焊炉内；对板式电桥波导进行真空钎焊；数控加工板式电桥波导外形及法兰盘，机加工钻孔、法兰盘上绞孔，电化学处理，装调。本发明将法兰盘拆分四部分，分别生在上下端板和左右壁板上，省去了法兰盘的装配工艺，提高了生产效率；在端板和壁板上设有相对应的凹槽和凸肩，实现了自定位装配，使电桥波导型腔组合精度高；采用真空钎焊，不需要钎剂，避免了钎剂对腔体的腐蚀，提高了产品的使用寿命。

Description

板式电桥波导自定位工艺
技术领域
本发明涉及板式电桥波导自定位工艺。
背景技术
波导管用来传送超高频电磁波，通过它脉冲信号可以极小的损耗的被送到目的地，波导管内径的大小因所输信号的波长而异。正因为波导管在传输电磁波时损耗小而被广泛应用于厘米波及毫米波的无线电通讯、雷达导航等无线电领域。
波导管的截面尺寸精度、内表面粗糙度和几何精度对其使用性能有重大影响。现微波器件制造厂家沿用的电桥波导制作过程通常是将标准波导管按图纸分割组合为成型的腔体，附加电抗膜片、法兰盘等零件，采用传统火焰钎焊方法成腔体后再焊接两端法兰盘。这样的生产方式存在如下弊端：①加工工艺复杂，生产周期长；②在成型腔体两端焊接法兰盘时，需将两者进行精确的定位装配，操作人员工作量大，且技能要求较高；③为使钎料在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝，在焊接时通常会使用钎剂，由于多次火焰钎焊使用腐蚀性较强的含氟钎剂，腔体内残留的钎剂很难彻底清除干净，波导在以后的使用过程中将会受到不同程度的腐蚀，使用寿命大大缩短；④受局部加热的影响腔体焊接变形量大，电抗膜片、法兰盘等组件尺寸精度难以保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能自定位控制装配、能有效确保板式电桥波导装配精度的板式电桥波导自定位工艺，它能有效提高板式电桥波导的产品质量，提高产品使用寿命，降低了劳动强度及产品生产周期。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：板式电桥波导自定位工艺，它包括如下步骤：
（1）准备原材料，分别完成板式电桥波导各零件的初步加工，具体包括上、下端板的加工、隔板的加工和左、右壁板的加工，法兰盘分别在上、下端板和左、右壁板上生成；
（2）将加工后的各零件分别进行表面处理，除去零件表面的杂质；
（3）装配左、右壁板、上、下端板、隔板和钎料，装配的方法为：根据上、下端板，左、右壁板零件自身设计的凹槽、凸肩接触面进行限位，根据隔板的工艺槽将隔板与左右壁板定位组合；
（4）将装配好的板式电桥波导配合使用合理的工装夹具放入真空铝钎焊炉内；
（5）按设定的真空钎焊温度工艺曲线对板式电桥波导进行真空钎焊；
（6）数控加工板式电桥波导外形及法兰盘；
（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔；
（8）电化学处理；
（9）装调。
所述步骤（1）中上、下端板的加工工艺均包括如下子步骤：
S11：根据产品的设计将原材料切割出上、下端板的外形，在上端板的上端面、下端板的下端面分别预留3～5mm的加工余量，分别对上、下端板预留 3～5mm的厚度余量，对上、下端板上的法兰盘端面预留2～3mm的加工余量；
S12：对数控铣床进行编程，分别完成上、下端板型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S13：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S14：进一步对数控铣床进行编程，完成上、下端板型腔的精铣加工。
所述步骤（1）中左、右壁板的加工工艺均包括如下子步骤：
S21：根据产品的设计将原材料切割出左、右壁板的外形，在左壁板的左端面、右壁板的右端面分别预留1～2mm的加工余量，分别对左、右壁板预留 3～5mm的厚度余量，对左、右壁板上的法兰盘端面预留2～3mm的加工余量；
S22：对数控铣床进行编程，完成左、右壁板型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S23：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S24：进一步对数控铣床进行编程，完成左、右壁板型腔的精铣加工。
所述步骤（1）中隔板的加工工艺包括如下子步骤：
S31：根据产品的设计将原材料剪裁出隔板的外形，并预留10mm的加工余量，不预留厚度余量；
S32：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S33：隔板线切割成形。
所述上、下端板和左、右壁板的切割方式为水切割。
所述上端板的上端面、下端板的下端面、左壁板的左端面和右壁板的右端面的平面度在0.02mm以内。
所述的原材料为铝合金材料。
所述的步骤（2）中表面处理的方式为酸洗，酸洗的步骤如下：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对上、下端板、隔板和左、右壁板分别进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入热水中反复清洗；第三步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入由10%HNO3溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入冷水中反复冲洗；第五步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别烘干。
本发明的有益效果是：
1)   将法兰盘拆分四部分，分别生在上、下端板和左、右壁板上，省去了法兰盘与上、下端板和左、右壁板之间的装配工艺，提高了生产效率，有效避免法兰盘与上、下端板和左、右壁板组合时产生间隙的现象，使电桥波导型腔组合精度高；
2)   在上、下端板和左、右壁板上分别设有相对应的凹槽和凸肩，有效保证了上、下端板和左、右壁板的自定位装配；
3)   加工原材料选用铝合金材料，防腐蚀能力强；
4)   采用水切割的方式制作外形毛坯可以保证零件的表面质量；
5)   采用真空钎焊，不需要钎剂即可连接高活性铝合金金属，避免了钎剂对腔体的腐蚀，提高了板式电桥波导的使用寿命。
附图说明
图1为根据本发明的工艺制造出的板式电桥波导，其中，a为立体图，b为主视图，c为b的A-A向剖视图；
图2为真空钎焊温度工艺曲线；
图中，1-上端板，2-下端板，3-右壁板，4-隔板，5-左壁板，6-法兰盘，7-电抗膜片。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示为根据本发明的工艺制造出的板式电桥波导。板式电桥波导自定位工艺，它包括如下步骤：
（1）准备原材料，分别完成板式电桥波导各零件的初步加工，具体包括上端板1的加工、下端板2的加工、隔板4的加工、左壁板5的加工和右壁板3的加工，法兰盘6分别在上端板1、下端板2、左壁板5和右壁板3上生成；
（2）将加工后的各零件分别进行酸洗，除去零件表面杂质（如油污等），保证装配、焊接的质量；酸洗的步骤如下：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对上端板1、下端板2、隔板4、左壁板5和右壁板3分别进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将上端板1、下端板2、隔板4、左壁板5和右壁板3分别放入热水中反复清洗；第三步：将上端板1、下端板2、隔板4、左壁板5和右壁板3分别放入由10%HNO3溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将上端板1、下端板2、隔板4、左壁板5和右壁板3分别放入冷水中反复冲洗；第五步：将上端板1、下端板2、隔板4、左壁板5和右壁板3分别烘干；
（3）装配左壁板5、右壁板3、上端板1、下端板2、隔板4和钎料，装配的方法为：根据上端板1、下端板2、左壁板5、右壁板3零件自身设计的凹槽、凸肩接触面进行限位，根据隔板4的工艺槽将隔板4与左壁板5、右壁板3定位组合；
（4）将装配好的板式电桥波导配合使用合理的工装夹具放入真空铝钎焊炉内；
（5）按如图2所示设定的真空钎焊温度工艺曲线对板式电桥波导进行真空钎焊；
（6）数控加工板式电桥波导外形及法兰盘6；
（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔；
（8）电化学处理；
（9）装调。
所述步骤（1）中上端板、下端板的加工工艺均包括如下子步骤：
S11：根据产品的设计将原材料切割出上端板1、下端板2的外形，在上端板1的上端面、下端板2的下端面分别预留3～5mm的加工余量，分别对上端板1、下端板2预留 3～5mm的厚度余量，对上端板1、下端板2上的法兰盘6端面预留2～3mm的加工余量；
S12：对数控铣床进行编程，分别完成上端板1、下端板2型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S13：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S14：进一步对数控铣床进行编程，完成上端板1、下端板2型腔的精铣加工。
所述步骤（1）中左壁板5、右壁板3的加工工艺均包括如下子步骤：
S21：根据产品的设计将原材料切割出左壁板5、右壁板3的外形，在左壁板5的左端面、右壁板3的右端面分别预留1～2mm的加工余量，分别对左壁板5、右壁板3预留 3～5mm的厚度余量，对左壁板5、右壁板3上的法兰盘6端面预留2～3mm的加工余量；
S22：对数控铣床进行编程，完成左壁板5、右壁板3型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S23：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S24：进一步对数控铣床进行编程，完成左壁板5、右壁板3型腔的精铣加工。
所述步骤（1）中隔板的加工工艺包括如下子步骤：
S31：根据产品的设计将原材料剪裁出隔板4的外形，并预留10mm的加工余量，不预留厚度余量；
S32：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S33：隔板4线切割成形。
所述上端板1、下端板2和左壁板5、右壁板3的切割方式为水切割。
所述上端板1的上端面、下端板2的下端面、左壁板5的左端面和右壁板3的右端面的平面度在0.02mm以内。
所述的原材料为铝合金材料。
如图1所示的a图即为根据本发明的工艺制造出的板式电桥波导，b图为该板式电桥波导的主视图，c图为b图的A-A向剖视图，该板式电桥波导包括上端板1、下端板2、左壁板5、右壁板3和隔板4，板式电桥波导两端的法兰盘6拆分四部分分别在上、下端板和左、右壁板上生成，电抗膜片7也在上端板1的下端面和下端板2的上端面生成，根据上端板1、下端板2，左壁板5、右壁板3零件自身设计的凹槽、凸肩接触面进行限位，根据隔板4的工艺槽将隔板4分别与左壁板5和右壁板3定位组合，再经过真空钎焊、钻孔及相应的后续处理后得到成品板式电桥波导。

Claims (8)

1.板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：它包括如下步骤：
（1）准备原材料，分别完成板式电桥波导各零件的初步加工，具体包括上、下端板的加工、隔板的加工和左、右壁板的加工，法兰盘分别在上、下端板和左、右壁板上生成；
（2）将加工后的各零件分别进行表面处理，除去零件表面的杂质；
（3）装配左、右壁板、上、下端板、隔板和钎料，装配的方法为：根据上、下端板，左、右壁板零件自身设计的凹槽、凸肩接触面进行限位，根据隔板的工艺槽将隔板与左右壁板定位组合；
（4）将装配好的板式电桥波导配合使用合理的工装夹具放入真空铝钎焊炉内；
（5）按设定的真空钎焊温度工艺曲线对板式电桥波导进行真空钎焊；
（6）数控加工板式电桥波导外形及法兰盘；
（7）机加工钻孔、法兰盘上绞孔；
（8）电化学处理；
（9）装调。
2.根据权利要求1所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述步骤（1）中上、下端板的加工工艺均包括如下子步骤：
S11：根据产品的设计将原材料切割出上、下端板的外形，在上端板的上端面、下端板的下端面分别预留3～5mm的加工余量，分别对上、下端板预留 3～5mm的厚度余量，对上、下端板上的法兰盘端面预留2～3mm的加工余量；
S12：对数控铣床进行编程，分别完成上、下端板型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S13：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S14：进一步对数控铣床进行编程，完成上、下端板型腔的精铣加工。
3.根据权利要求1所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述步骤（1）中左、右壁板的加工工艺均包括如下子步骤：
S21：根据产品的设计将原材料切割出左、右壁板的外形，在左壁板的左端面、右壁板的右端面分别预留1～2mm的加工余量，分别对左、右壁板预留 3～5mm的厚度余量，对左、右壁板上的法兰盘端面预留2～3mm的加工余量；
S22：对数控铣床进行编程，完成左、右壁板型腔的粗铣加工，在加工时，预留2～5mm的加工余量；
S23：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S24：进一步对数控铣床进行编程，完成左、右壁板型腔的精铣加工。
4.根据权利要求2或3所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述上、下端板和左、右壁板的切割方式为水切割。
5.根据权利要求2或3所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述上端板的上端面、下端板的下端面、左壁板的左端面和右壁板的右端面的平面度在0.02mm以内。
6.根据权利要求1所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述步骤（1）中隔板的加工工艺包括如下子步骤：
S31：根据产品的设计将原材料剪裁出隔板的外形，并预留8～12mm的加工余量，不预留厚度余量；
S32：消除应力退火，消除应力退火的温度范围为250℃～280℃；
S33：隔板线切割成形。
7.根据权利要求1所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述的原材料为铝合金材料。
8.根据权利要求1所述的板式电桥波导自定位工艺，其特征在于：所述的步骤（2）中表面处理的方式为酸洗，酸洗的步骤如下：第一步：采用60℃～80℃、8%～10%NaOH水溶液对上、下端板、隔板和左、右壁板分别进行浸蚀，浸蚀的时间为1～2min；第二步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入热水中反复清洗；第三步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入由10%HNO3溶液和0.25%HF制成的混合液中，浸蚀3～5min；第四步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别放入冷水中反复冲洗；第五步：将上、下端板、隔板和左、右壁板分别烘干。
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