CN104347923A - 一种y型功分器制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Y型功分器制造工艺，包括上盖板加工、下腔体加工和真空钎焊成型：S31：试装上盖板和下腔体，确保边缘凸台（2）与边缘凹槽（5）、Y分支槽凸止口（3）与Y分支槽凹止口（6）紧密贴合；S32：酸洗，去杂质；S33：装配上盖板、下腔体、钎料；S34：真空钎焊；S35：数控加工功分器外形及法兰盘；S36：钻、铰法销孔；S37：电化学处理；S38：测试电讯参数。本发明解决了因多次手工火焰焊接带来的焊接变形，通过凸台、凹槽、止口定位上盖板和下腔体，保证了功分器的尺寸一致性和精度；设计凸台、凹槽、止口等部位时考虑了焊片的崁入厚度，再增加配合间隙0.02～0.04mm，焊接时保证了钎料填缝的流动性，保证了组装后功分器的型腔尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件加工领域，特别是涉及一种Y型功分器制造工艺。
背景技术
Y分支波导是集成光学中的常用器件，被广泛应用于分束器、光开关和调制器等波导器件中。现微波器件制造厂家制作Y型功分器的过程如下：将Y型功分器分成多个零件，采用传统手工火焰钎焊方法分多次组焊成型，包括盖板、Y分支槽和两个法兰盘的组合焊接。
其具体工艺流程如下：
1、零件加工：
1.1：盖板加工：备料→数铣→线切割→钳。
1.2：Y分支槽加工：备料→数铣→热处理退火→数铣→线切割→钳。
1.3：法兰盘1加工：备料→数铣→钳。
1.4：法兰盘2加工：备料→数铣→钳。
2、手工火焰焊接成型：
2.1：分支波导：由盖板和Y分支槽手工火焰焊接成型，其工艺流程：配装盖板和Y分支槽→酸洗→火焰钎焊→清洗→钳→铣→钳。
2.2：Y型功分器：由分支波导和两个法兰盘手工火焰焊接成型，其工艺流程：配装法兰盘和分支波导→酸洗→火焰钎焊→清洗→钳→酸洗→火焰钎焊→清洗→钳→铣→钳→电镀→油漆→装配。
传统手工火焰钎焊方法存在如下一些问题和缺陷：1、加工工序多、生产周期长；2、操作人员工作量大，技能水平要求较高；3、传统手工火焰钎焊是局部加热，焊接时温度均匀性差，焊接后型腔的变形量较大，型腔尺寸精度难以保证； 4、传统手工火焰钎焊成型的Y型功分器的一致性较差，尺寸精度差，对电讯参数影响大，增大了调试难度；5、为使钎料在母材间隙中润湿、毛细流动，钎焊填缝时须使用钎剂，而钎剂对母材本身的腐蚀作用大，钎焊后无法彻底清除残留钎剂残余物，导致功分器的防腐性能大幅降低，使用寿命大幅缩短。因此，传统制造工艺方法难以满足产品的质量要求和批量生产的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的Y型功分器制造工艺，将传统由盖板、分支波导、法兰盘多次焊接成型设计为上盖板、下腔体，采用真空钎焊技术一次焊接成型，采用凹凸面控制功分器的装配尺寸精度，加工工序减少，劳动强度低，生产周期短；数控加工和真空钎焊保证批量生产尺寸精度的一致性；焊接不易变形，尺寸精度及产品质量高；真空钎焊无需使用钎剂，Y型功分器抗腐蚀性能好。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种Y型功分器制造工艺，包括一个上盖板加工步骤、一个下腔体加工步骤和一个真空钎焊成型步骤：
所述的上盖板加工步骤包括以下子步骤：
S11：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出上盖板的外形，包括上盖板本体、边缘凸台和Y分支槽凸止口，预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S12：数控粗铣：利用数控铣床完成上盖板的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S13：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S14：数控精铣：利用数控铣床完成上盖板的精铣加工；
所述的下腔体加工步骤包括以下子步骤：
S21：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出下腔体的外形，包括下腔体本体、边缘凹槽和Y分支槽凹止口，预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S22：数控粗铣：利用数控铣床完成下腔体的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S23：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S24：数控精铣：利用数控铣床完成下腔体的精铣加工；
所述的真空钎焊成型步骤包括以下子步骤：
S31：试装上盖板和下腔体，确保边缘凸台与边缘凹槽、Y分支槽凸止口与Y分支槽凹止口紧密贴合；
S32：酸洗，去杂质，保证钎焊质量不受影响；
S33：装配上盖板、下腔体、钎料，保证装配后内腔尺寸满足设计要求；
S34：真空钎焊：设置真空钎焊加热曲线，加热保温，615℃温度下完成真空钎焊；
S35：数控加工Y型功分器外形及法兰盘；
S36：钳：钻、铰法兰盘上的销孔；
S37：电化学处理；
S38：调试：测试电讯参数。
所述备料加工上盖板和下腔体过程中，切割边缘凸台、Y分支槽凸止口、边缘凹槽和Y分支槽凹止口时考虑焊片的嵌入厚度，增加配合间隙0.02~0.04mm。
步骤S32所述的杂质包括油污和氧化膜。
所述的上盖板和下腔体采用3A21铝合金板材。
所述上盖板和下腔体的底板厚度面留3mm加工余量，且平面度控制在0.02mm以内，四周各端面单边留2～3mm加工余量。
本发明的有益效果是：
1）解决了因多次手工火焰焊接带来的焊接变形，提高了Y型功分器尺寸精度及产品质量；
2）将法兰盘与上盖板、下腔体设计合为一体进行整体加工，增强了法兰盘的连接强度；
3）使用数控加工技术加工上盖板、下腔体，可保证零件的一致性、型腔尺寸精度和表面粗糙度（可达Ra1.6或更高精度）；
4）Y型功分器真空钎焊时通过工装对其上、下方向进行限位，前、后、左、右方向由上盖板、下腔体自身设计的凸凹面及止口进行自定位，从而达到6度方向定位控制，从而保证Y型功分器真空钎焊的质量；通过凸台、凹槽、止口定位上盖板和下腔体，采用凹凸面控制功分器的装配精度，减少了组合零件的数量，保证了Y型功分器的尺寸一致性和精度，同时提高了生产效率；
5）Y型功分器主要是通过数控加工控制各零件的精度，以保证组装后内腔的尺寸精度达到设计要求
6）设计凸台、凹槽、止口等部位时考虑了焊片的崁入厚度，再增加配合间隙0.02～0.04mm，焊接时保证了钎料填缝的流动性，保证了组装后功分器的型腔尺寸精度；
7）真空钎焊在钎焊过程中不需要钎剂，大大提高了Y型功分器的抗腐蚀性能；也能很好地连接高活性的铝合金金属，同时能获得致密光亮的钎焊接头，此接头具备优良的机械性能和抗腐蚀性能；
8）经电性能测试该新型Y型功分器完全满足电性能设计指标，经多次验证，新型Y型功分器能够满足产品质量要求，适用于电子行业微波器件多品种功分器的批量生产；
9）减少了加工工序，降低了劳动强度，缩短了生产周期。
附图说明
图1为本发明上盖板结构示意图；
图2为本发明下腔体结构示意图；
图3为本发明上盖板、下腔体装配结构示意图；
图中，1-上盖板本体，2-边缘凸台，3-Y分支槽凸止口，4-下腔体本体，5-边缘凹槽，6-Y分支槽凹止口，7-法兰盘，8-销孔，9-焊片。
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。
一种Y型功分器制造工艺，包括一个上盖板加工步骤、一个下腔体加工步骤和一个真空钎焊成型步骤：
所述的上盖板加工步骤包括以下子步骤：
S11：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出上盖板的外形，如图1所示，包括上盖板本体1、边缘凸台2和Y分支槽凸止口3，预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S12：数控粗铣：利用数控铣床完成上盖板的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S13：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S14：数控精铣：利用数控铣床完成上盖板的精铣加工；
所述的下腔体加工步骤包括以下子步骤：
S21：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出下腔体的外形，如图2所示，包括下腔体本体4、边缘凹槽5和Y分支槽凹止口6，预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S22：数控粗铣：利用数控铣床完成下腔体的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S23：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S24：数控精铣：利用数控铣床完成下腔体的精铣加工；
所述的真空钎焊成型步骤包括以下子步骤：
S31：如图3所示，试装上盖板和下腔体，确保边缘凸台2与边缘凹槽5、Y分支槽凸止口3与Y分支槽凹止口6紧密贴合；
S32：酸洗，去杂质，保证钎焊质量不受影响；
S33：装配上盖板、下腔体、钎料，保证装配后内腔尺寸满足设计要求；
S34：真空钎焊：设置真空钎焊加热曲线，加热保温，615℃温度下完成真空钎焊；
S35：数控加工Y型功分器外形及法兰盘7；
S36：钳：钻、铰法兰盘7上的销孔8；
S37：电化学处理；
S38：调试：测试电讯参数。
焊片9是涂覆在上盖板本体1与下腔体本体4的接触表面、边缘凸台2与边缘凹槽5的接触表面、Y分支槽凸止口3与Y分支槽凹止口6的接触表面的。所述备料加工上盖板和下腔体过程中，切割边缘凸台2、Y分支槽凸止口3、边缘凹槽5和Y分支槽凹止口6时考虑焊片9的嵌入厚度，增加配合间隙0.02~0.04mm。
步骤S32所述的杂质包括油污和氧化膜。
所述的上盖板和下腔体采用3A21铝合金板材，3A21铝合金板材具有抗腐蚀能力强、焊接性能优良的特点。
所述上盖板和下腔体的底板厚度面留3mm加工余量，且平面度控制在0.02mm以内，四周各端面单边留2～3mm加工余量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种Y型功分器制造工艺，其特征在于：包括一个上盖板加工步骤、一个下腔体加工步骤和一个真空钎焊成型步骤：
所述的上盖板加工步骤包括以下子步骤：
S11：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出上盖板的外形，包括上盖板本体（1）、边缘凸台（2）和Y分支槽凸止口（3），预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S12：数控粗铣：利用数控铣床完成上盖板的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S13：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S14：数控精铣：利用数控铣床完成上盖板的精铣加工；
所述的下腔体加工步骤包括以下子步骤：
S21：备料：根据产品设计尺寸将原材料切割出下腔体的外形，包括下腔体本体（4）、边缘凹槽（5）和Y分支槽凹止口（6），预留3~5mm加工余量和3~5mm厚度余量；
S22：数控粗铣：利用数控铣床完成下腔体的粗铣加工，单边留余量2~3mm；
S23：热处理退火：热处理退火温度范围为250~280℃；
S24：数控精铣：利用数控铣床完成下腔体的精铣加工；
所述的真空钎焊成型步骤包括以下子步骤：
S31：试装上盖板和下腔体，确保边缘凸台（2）与边缘凹槽（5）、Y分支槽凸止口（3）与Y分支槽凹止口（6）紧密贴合；
S32：酸洗，去杂质，保证钎焊质量不受影响；
S33：装配上盖板、下腔体、钎料，保证装配后内腔尺寸满足设计要求；
S34：真空钎焊：设置真空钎焊加热曲线，加热保温，615℃温度下完成真空钎焊；
S35：数控加工Y型功分器外形及法兰盘（7）；
S36：钳：钻、铰法兰盘（7）上的销孔（8）；
S37：电化学处理；
S38：调试：测试电讯参数。
2.根据权利要求1所述的一种Y型功分器制造工艺，其特征在于：所述备料加工上盖板和下腔体过程中，切割边缘凸台（2）、Y分支槽凸止口（3）、边缘凹槽（5）和Y分支槽凹止口（6）时考虑焊片（9）的嵌入厚度，增加配合间隙0.02~0.04mm。
3.根据权利要求1所述的一种Y型功分器制造工艺，其特征在于：步骤S32所述的杂质包括油污和氧化膜。
4.根据权利要求1所述的一种Y型功分器制造工艺，其特征在于：所述的上盖板和下腔体采用3A21铝合金板材。
5.根据权利要求1所述的一种Y型功分器制造工艺，其特征在于：所述上盖板和下腔体的底板厚度面留3mm加工余量，且平面度控制在0.02mm以内，四周各端面单边留2～3mm加工余量。
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