CN104174936B - 射频四极场单翼极头调制线的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直线加速器的核心部件射频四极场单翼极头的制造工艺技术领域，尤其是涉及一种射频四极场单翼极头调制线的加工方法。其利用盘式成型刀精加工之前要做刀具的试切削实验，保证选用合适的加工参数；在加工过程中分多次切削最终到达加工要求，经过三坐标测量仪检测单翼极头调制线的加工精度，均好于验收指标，且一致性好；整个单翼极头调制线的加工和测量过程，需要在恒温环境中进行，尺寸误差控制在±20μm以内，极头轮廓度好于±20μm，极头对称度好于±20μm，极头调制线表面粗糙度达到0.8μm，有效的保证了射频四极场直线加速器性能的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及直线加速器的核心部件射频四极场单翼极头的制造工艺技术领域，尤其是涉及一种射频四极场单翼极头调制线的加工方法。
背景技术
射频四极场(Radio Frequency Quadrupole,射频四极场)直线加速器腔体的单翼极头的制造水平是影响射频四极场直线加速器性能参数的关键部件之一，而极头调制线的加工精度决定了直线加速器的稳定性和可靠性，因此，能否通过特殊的加工工艺和方法保证单翼极头调制线的加工质量，显得尤为重要。目前，利用传统的球头刀具加工极头调制线时，由于刀具自身的缺陷和极头调制线的特殊性，不能满足相应的加工精度，尤其是粗糙度达不到要求，对称度超差，极头调制线的加工尺寸的一致性差等诸多原因，很容易造成单翼整体报废。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种射频四极场单翼极头调制线的加工方法，从而有效解决现有技术的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其特点是包括如下步骤：
(1)、将射频四极场两件单翼极头部分的两侧斜面精加工到图纸尺寸，保证粗糙度Ra1.6μm；
(2)、将射频四极场单翼极头部位精加工，为下一步加工单翼极头曲面部分留有2mm余量；
(3)、用半径为5mm的球头刀将单翼极头的矩形截面半精加工成圆弧截面，圆弧半径R7.71mm，圆弧顶部留有1-2mm余量，长度方向的圆弧成直线状；
(4)、选用盘式成型刀具加工单翼极头的调制线，所述的盘式成型刀具采用刀柄和刀盘整体式，刀刃部分采取合金焊接式，焊接后再加工所需要的尺寸，刀口形状为带圆弧底的V型，要求刀具的最小直径为12mm，最大直径为54mm，圆弧底半径为4.3mm，圆弧度公差要求5μm，刀具夹角20°±6″，两刃口的对称度5μm，刃口的粗糙度要保证不大于0.8μm；调制线整体呈波浪形，类似正弦曲线，但波幅和波长是不断变化的；先用第一把成型刀做半精加工，将1mm的余量分两次加工掉0.3mm，每次吃刀量0.15mm，留精加工余量0.7mm；
(5)、为保证每件单翼极头加工精度的一致性，用第二把成型刀具做精加工，分三次加工，前两次吃刀量均为0.3mm，第三次吃刀量0.1mm，刀具转速1000r/min，刀具进给量1000mm/min；
(6)、经过三坐标测量仪检测单翼极头调制线的加工精度，尺寸公差和对称度等控制在±0.02mm范围内，极头调制线表面粗糙度达到0.8μm，均好于验收指标，且一致性好；
(7)、加工好的单翼极头曲面要求曲面的轮廓精度不大于0.05mm,极头长度在1000mm-1100mm,极头曲面关于单翼两直边面对称中心的对称度在0.05mm，极头曲面部分粗糙度不大于0.8μm。
所述的利用成型刀加工射频四极场单翼极头调制线的方法，所述的单翼极头调制线加工时，需要在机床上做专用的加长测量杆，用于夹持千分表，测量时需要在单翼的宽度方向和高度方向均可调整。采用特殊的测量方法，即三坐标测量仪对加工后的单翼极头调制线的加工精度进行测量。
所述的射频四极场单翼极头调制线的加工和测量过程需要在20℃的恒温环境中进行，减小因环境温度变对加工精度带来的影响。
本发明的有益效果是：所述的射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其利用数控加工方法，采用一套系统的成型刀具的加工方法，有效保证所有单翼极头调制线的加工精度，不仅每件单翼极头调制线的尺寸精度和粗糙度达到要求，而且加工效率有明显的提高；有效的避免了将机床热平衡前后的自身误差对单翼极头调制线加工精度的影响；尺寸误差控制在±20μm以内，极头轮廓度好于±20μm，极头对称度好于±20μm，极头调制线表面粗糙度达到0.8μm，有效的保证了射频四极场直线加速器性能的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的水平单翼极头半精加工后的矩形截面示意图；
图2为本发明的水平单翼极头半精加工后的圆弧截面示意图；
图3为本发明半精加工后的水平单翼极头圆弧线的示意图；
图4为本发明精加工后的水平单翼极头调制线的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至4所示，所述的射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其特点是包括如下步骤：
(1)、将射频四极场两件单翼极头部分的两侧斜面精加工到图纸尺寸，保证粗糙度Ra1.6μm；
(2)、将射频四极场单翼极头部位精加工，为下一步加工单翼极头曲面部分留有2mm余量；
(3)、用半径为5mm的球头刀将单翼极头的矩形截面半精加工成圆弧截面，圆弧半径R7.71mm，圆弧顶部留有1-2mm余量，长度方向的圆弧成直线状；
(4)、选用盘式成型刀具加工单翼极头的调制线，所述的盘式成型刀具采用刀柄和刀盘整体式，刀刃部分采取合金焊接式，焊接后再加工所需要的尺寸，刀口形状为带圆弧底的V型，要求刀具的最小直径为12mm，最大直径为54mm，圆弧底半径为4.3mm，圆弧度公差要求5μm，刀具夹角20°±6″，两刃口的对称度5μm，刃口的粗糙度要保证不大于0.8μm；调制线整体呈波浪形，类似正弦曲线，但波幅和波长是不断变化的；先用第一把成型刀做半精加工，将1mm的余量分两次加工掉0.3mm，每次吃刀量0.15mm，留精加工余量0.7mm；
(5)、为保证每件单翼极头加工精度的一致性，用第二把成型刀具做精加工，分三次加工，前两次吃刀量均为0.3mm，第三次吃刀量0.1mm，刀具转速1000r/min，刀具进给量1000mm/min；
(6)、经过三坐标测量仪检测单翼极头调制线的加工精度，尺寸公差和对称度等控制在±0.02mm范围内，极头调制线表面粗糙度达到0.8μm，均好于验收指标，且一致性好。
(7)、加工好的单翼极头曲面要求曲面的轮廓精度不大于0.05mm,极头长度在1000mm-1100mm,极头曲面关于单翼两直边面对称中心的对称度在0.05mm，极头曲面部分粗糙度不大于0.8μm。
所述的利用成型刀加工射频四极场单翼极头调制线的方法，所述的单翼极头调制线加工时，需要在机床上做专用的加长测量杆，用于夹持千分表，测量时需要在单翼的宽度方向和高度方向均可调整。采用特殊的测量方法，即三坐标测量仪对加工后的单翼极头调制线的加工精度进行测量。
所述的射频四极场单翼极头调制线的加工和测量过程需要在20℃的恒温环境中进行，减小因环境温度变对加工精度带来的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其特点是包括如下步骤：
(1)、将射频四极场两件单翼极头部分的两侧斜面精加工到图纸尺寸，保证粗糙度Ra1.6μm；
(2)、将射频四极场单翼极头部位精加工，为下一步加工单翼极头曲面部分留有2mm余量；
(3)、用半径为5mm的球头刀将单翼极头的矩形截面半精加工成圆弧截面，圆弧半径R7.71mm，圆弧顶部留有1-2mm余量，长度方向的圆弧成直线状；
(4)、选用盘式成型刀具加工单翼极头的调制线，所述的盘式成型刀具采用刀柄和刀盘整体式，刀刃部分采取合金焊接式，焊接后再加工所需要的尺寸，刀口形状为带圆弧底的V型，要求刀具的最小直径为12mm，最大直径为54mm，圆弧底半径为4.3mm，圆弧度公差要求5μm，刀具夹角20°±6″，两刃口的对称度5μm，刃口的粗糙度要保证不大于0.8μm；调制线整体呈波浪形，类似正弦曲线，但波幅和波长是不断变化的；先用第一把成型刀做半精加工，将1mm的余量分两次加工掉0.3mm，每次吃刀量0.15mm，留精加工余量0.7mm；
(5)、为保证每件单翼极头加工精度的一致性，用第二把成型刀具做精加工，分三次加工，前两次吃刀量均为0.3mm，第三次吃刀量0.1mm，刀具转速1000r/min，刀具进给量1000mm/min；
(6)、经过三坐标测量仪检测单翼极头调制线的加工精度，尺寸公差和对称度等控制在±0.02mm范围内，极头调制线表面粗糙度达到0.8μm，均好于验收指标，且一致性好；
(7)、加工好的单翼极头曲面要求曲面的轮廓精度不大于0.05mm,极头长度在1000mm-1100mm,极头曲面关于单翼两直边面对称中心的对称度在0.05mm，极头曲面部分粗糙度不大于0.8μm。
2.根据权利要求1所述的射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其特征在于：所述的利用成型刀加工射频四极场单翼极头调制线的方法，所述的单翼极头调制线加工时，需要在机床上做专用的加长测量杆，用于夹持千分表，测量时需要在单翼的宽度方向和高度方向均可调整，采用三坐标测量仪对加工后的单翼极头调制线的加工精度进行测量。
3.根据权利要求1所述的射频四极场单翼极头调制线的加工方法，其特征在于：所述的射频四极场单翼极头调制线的加工和测量过程需要在20℃的恒温环境中进行，减小因环境温度变对加工精度带来的影响。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2265866Y (zh) * | 1996-02-03 | 1997-10-29 | 南通市黄海液压真空设备厂 | 罗茨泵转子外形曲面加工专用机夹铣刀 |
| EP1174210A2 (de) * | 2000-07-20 | 2002-01-23 | MAN Turbomaschinen AG GHH BORSIG | Verfahren und Rohling zum Herstellen von rhomboidischen Schaufeln für axiale Strömungsmaschinen |
| US6491482B1 (en) * | 1999-03-08 | 2002-12-10 | Alstom (Switzerland) Ltd | Milling method |
| CN102000864A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-04-06 | 深圳市航天精密刀具有限公司 | 一种由多段圆弧刃组合成型的球头刀片及其磨削方法 |
| CN103286364A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 哈尔滨理工大学 | 一种平坦曲面加工用圆弧顶铣削刀具 |
Patent Citations (5)
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| CN103286364A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 哈尔滨理工大学 | 一种平坦曲面加工用圆弧顶铣削刀具 |
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