CN105032963A - 波导元件的精加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及波导元件的精加工方法，首先，对压铸或锻造成型的工件进行皂化处理；再将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配；然后，将包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但实际公差小于工件内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；再拆除外模和内芯，检验脱模后的工件内孔尺寸；最后，对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。该方法简单、高效，能够保证最终获得的波导元件内孔尺寸公差为0.04，从而有效的提高波导元件内孔精度。

Description

波导元件的精加工方法

技术领域

本发明涉及一种适用于轴向对称且两端出入口位于同一轴线上的波导元件的精加工方法。

背景技术

波导元件一般有两个以上的端口，通过某种不均匀性或某种耦合机构来控制电磁波，即对电磁波进行各种变换。为了保证波导元件的性能较好，其端口的孔精度要求较高。在波导元件的机加工工艺中，主要采用压铸成型和锻造成型。然而，经压铸成型或锻造成型制成的工件精度较低，尺寸公差最小只能达到0.1，故需要进行二次精加工。其中工件外壁尺寸精度可通过现有技术手段达到，但内孔的精加工难度较大，尺寸精度很难进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效且能够提高波导元件内孔精度的精加工方法。

本发明的波导元件的精加工方法，其步骤包括：a.对压铸或锻造成型的工件进行皂化处理；b.将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配；c.再将包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但实际公差小于工件内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；d.拆除外模和内芯，检验脱模后的工件内孔尺寸；e.对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。本发明的采用高精度的内芯和外模对工件腔体的内外轮廓进行冷挤压加工，对工件内孔的尺寸进行精整，从而提高内孔精度。

在冷挤压加工过程中，工件与模具的接触面的压力往往较高，可高达2000～2500MPa，为了减小冷变形时工件与模具间的摩擦，需对工件进行皂化处理，使冷挤压表面形成一层塑性良好且具有抗压性能的磷酸盐膜和皂化膜。步骤a中，是在对压铸或锻造成型的工件进行人工初检、去毛刺和去毛边的前期准备工作后，将工件在60～70℃下加入工业肥皂或硬质酸钠进行皂化处理约半个小时。

由于工件内孔满足最大实体加工原则，故步骤b中采用基本尺寸与工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，对工件进行挤压，可使工件内孔产生冷变形而尺寸略微扩张，且经过挤压后的工件内孔尺寸公差与内芯外壁尺寸公差接近，从而提高工件内孔精度。在保证挤压深度刚好到位的前提下，所述内芯与工件内孔是相匹配的。由于工件只在端口处对孔的精度要求较高，故为了减小模具成本，只需内芯与工件两端出入口对应位置保证内芯外壁公差较小即可。

考虑到工件腔体具有一定的回弹量以及冷挤压变形中的加工误差，在拆除内芯之前，还需再次调整工件的内孔尺寸。具体是将包含内芯的工件挤压到所述外模的内孔中，在外模的和内芯的共同挤压作用下，使工件的腔体部分再次产生一定的变形量，从而保证脱模后的工件内孔的尺寸更加接近内芯外壁尺寸，即尺寸公差明显减小，并对工件起到一定的硬化作用。当工件两端外形尺寸相同时，外模内腔呈圆柱形；当工件两端外形尺寸不相同时，可相应调整外模内腔形状以及两端的尺寸。

采用上述内芯和外模先后进行两次挤压，能够有效地提高工件的内孔精度。加工完毕后，拆除外模和内芯即可得到精度较高的工件，然后再对工件进行尺寸检验，最后对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。如果检验工件尺寸和预想的发生了偏差，不满足设计要求，可重新组合适当尺寸的内芯和外模配组再次加工。由于工件加工过程中只产生微量变形，故将不合格品返工不会造成工件损坏。

进一步的，当所述工件内孔基本尺寸为L1、外壁基本尺寸为L2时，选择外壁尺寸为 的内芯和内孔尺寸为的外模配组挤压工件，使工件内孔尺寸达到L1±0.02。综合考虑加工误差、工件腔体回弹量以及脱模误差等，经过实验得知，当内芯外壁尺寸为 外模内孔尺寸为时，可使工件内孔最终加工后的尺寸达到L1±0.02，即工件尺寸公差减小到0.04，相较于现有技术，能够极大的提高了内孔的精度。

更进一步的，根据所述内芯外壁尺寸将其划分为和三组，并与内孔尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。由于经皂化处理后的工件内孔尺寸大小不一，故为了达到内孔尺寸设计要求，尽可能减少加工次数，并提高加工效率，在实际应用时，可按照经过皂化反应后的工件内孔尺寸进行分组，并选择外壁尺寸相适应的内芯进行挤压。优选的，根据内芯外壁测量尺寸可将其划分为和对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择外壁尺寸为的内芯；反之，内孔尺寸较小的工件，可以相应选择外壁尺寸为的内芯。这样还可以在一定程度减小加工误差以及减少工件挤压后的回弹量，进一步确保工件内孔最终加工后的尺寸达到L1±0.02，从而提高工件内孔精度。此外，还根据皂化处理后的工件内孔尺寸大小，对相应的内芯进行更细的分组。

类似的，也可根据所述外模内孔尺寸将其划分为和三组，并与外壁尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。对于外壁尺寸较大的工件，可以相应选择内孔尺寸为的外模；反之，对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择内孔尺寸为的外模，通过选择精度更高且与工件相适应的外模，有利于进一步提高加工后的工件内孔精度。

进一步的，步骤b和步骤c中是通过控制机构来控制内芯的位移，从而使内芯挤压工件的深度到位。在实际操作中，控制机构控制内芯的位移量是根据反复调试得出的，以保证工件最终加工后的尺寸满足设计要求，避免因挤压深度不到位而导致的精加工产品不合格。所述控制机构可以是冲床、压力机或其他类似现有机构。

进一步的，步骤d中拆除外模后，从步骤c中挤压内芯的相反方向对内芯施加压力来拆除内芯。例如，拆除外模后，可将包含内芯的工件放置在工作台上，并将内孔较小的一端固定，再对内芯外壁尺寸较小的一端施加压力，从而使内芯脱离工件。

进一步的，步骤e中所述后续加工包括端面加工。由于工件内孔受冷挤压尺寸变大后，将导致工件腔体厚度变小、长度变长，故还需对检验合格的工件进行端面加工，包括总长加工，保证工件长度尺寸合格。所述端面加工可以通过现有的方法实现。

更进一步的，所述内芯和外模的尺寸根据工件的实际测量尺寸来选择配组。例如：内孔尺寸较大、外壁尺寸较大的工件，相应的需选择外壁尺寸较大的内芯和内孔尺寸较大的外模来进行挤压。如果工件加工后内孔尺寸过小，则可以再换用外壁尺寸略大的内芯和内孔尺寸略大的外模进行挤压；反之如果工件加工后内孔尺寸过大，就应换用外壁尺寸略小的内芯和内孔尺寸略小的外模进行挤压。在实际应用时，可以根据工件内孔的实际测量尺寸，灵活选择合适的内芯和外模进行配组使用。在此基础上，为了提高生产效率，将不同尺寸配组的内芯和外模安装在控制机构上，再定制专用量具对工件进行分组，就可以很容易的制造出高效的流水生产线。

优选的，所述内芯上设有起缓冲减震作用的聚胺脂块，从而使内芯在被挤压过程中所受压力均匀。所述聚氨酯块与内芯之间是可拆卸式的。在实际使用中，控制机构施加的压力通过聚氨酯块传递到内芯上，可起到较好的缓冲减震作用，使控制机构对内芯的压力在一定范围内变化较小，有利于减少调整内芯位移量的次数，减小加工误差。经实验得知，所述聚氨酯块相较于其他现有的弹性块的缓冲减震效果更佳。

本发明的波导元件的精加工方法，采用精度较高的内芯和外模分两次对工件腔体的内外轮廓进行冷挤压整形，简单方便，效率较高，能够保证最终获得的波导元件内孔尺寸公差为0.04，从而有效的提高波导元件的内孔精度。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为本发明的波导元件的精加工方法的流程图。

图2为图1所示精加工方法中内芯挤压工件的工作状态示意图。

图3为图1所示精加工方法中外模和内芯挤压工件的工作状态示意图。

图4为图1所示精加工方法中工件脱模的工作状态图。

具体实施方式

如图1所示的波导元件的精加工方法，其步骤包括：a.对压铸或锻造成型的工件进行皂化处理；b.将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配；c.再将包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但公差小于工件内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；d.拆除外模和内芯，检验脱模后的工件内孔尺寸；e.对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。

首先，对压铸或锻造成型的工件进行人工初检、去毛刺和去毛边的前期准备工作后，将工件在60～70℃下加入工业肥皂或硬质酸钠进行皂化处理约半个小时。皂化处理可使冷挤压表面形成一层塑性良好且具有抗压性能的磷酸盐膜和皂化膜，减小冷变形时工件与模具间的摩擦。

然后，采用外壁基本尺寸与工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，将内芯压入工件内腔，使工件发生冷挤压变形而尺寸略微扩张，挤压后的工件内孔尺寸公差与内芯外壁尺寸公差接近，从而提高工件内孔精度。所述内芯在保证挤压深度刚好到位的前提下，其外壁与工件内孔是相匹配的。在拆除内芯之前，还需将将包含内芯的工件放入外模，并再次挤压内芯，调整工件内孔尺寸，使工件的腔体部分在外模和内芯的共同挤压作用下，再次产生一定的变形量，保证脱模后工件内孔的尺寸更加接近内芯外壁尺寸，即尺寸公差明显减小，避免因工件腔体的回弹量、冷挤压变形中的加工误差以及脱模误差等造成加工后的工件内孔尺寸偏差过大。所述内芯的位移是通过控制机构来控制的，通过反复调试可以得出合适的位移量，使内芯挤压工件的深度到位，保证工件最终加工后的尺寸满足设计要求，避免因挤压深度不到位而导致的精加工产品不合格。所述控制机构可以是冲床、压力机或其他类似现有机构。

综合考虑加工误差、工件腔体回弹量以及脱模误差等，经实验得知，当所述工件内孔基本尺寸为L1、外壁基本尺寸为L2时，选择外壁尺寸为的内芯和内孔尺寸为的外模配组挤压工件，可使工件内孔尺寸达到L1±0.02，即工件尺寸公差减小到0.04。在实际应用中，由于经皂化处理后的工件内孔尺寸大小不一，故为了达到内孔尺寸设计要求，尽可能减少加工次数，并提高加工效率，还可根据所述内芯外壁尺寸将其划分为和三组，并与内孔尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择外壁尺寸为的内芯；反之，内孔尺寸较小的工件，可以相应选择外壁尺寸为的内芯。这样还可以在一定程度减小加工误差以及减少工件挤压后的回弹量，进一步确保工件内孔最终加工后的尺寸达到L1±0.02，从而提高工件内孔精度。此外，还根据皂化处理后的工件内孔尺寸大小，对相应的内芯进行更细的分组。类似的，也可根据所述外模内孔尺寸将其划分为和三组，并与外壁尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件定型后的内孔精度。对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择内孔尺寸为的外模；反之，对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择内孔尺寸为的外模，通过选择精度更高且与工件相适应的外模，有利于进一步提高加工后的工件内孔精度。

采用上述内芯和外模先后进行两次挤压，能够有效地提高工件的内孔精度。加工完毕后，再对工件进行脱模处理，即可得到内孔精度较高的工件，然后再对工件进行尺寸检验，最后对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。其中，所述后续加工包括端面加工。由于工件内孔受冷挤压尺寸变大后，将导致工件腔体厚度变小、长度变长，故对检验合格的工件进行端面加工可保证工件长度尺寸合格。所述端面加工可以通过现有的方法实现。如果检验工件尺寸和预想的发生了偏差，不满足设计要求，可重新组合适当尺寸的内芯和外模配组再次加工。由于工件加工过程中只产生微量变形，故将不合格品返工不会造成工件损坏。所述内芯和外模尺寸是根据工件的实际测量尺寸来选择配组。例如：内孔尺寸较大、外壁尺寸较大的工件，相应的需选择外壁尺寸较大、内孔尺寸较大的外模来进行挤压。如果工件加工后内孔尺寸过小，则可以再换用外壁尺寸略大的内芯和内孔尺寸略大的外模进行挤压；反之如果工件加工后内孔尺寸过大，就应换用外壁尺寸略小的内芯和内孔尺寸略小的外模进行挤压。在实际应用时，可以根据工件内孔的实际测量尺寸，灵活选择合适的内芯和外模进行配组使用。在此基础上，为了提高生产效率，将不同尺寸配组的内芯和外模安装在控制机构上，再定制专用量具对工件进行分组，就可以很容易的制造出高效的流水生产线，并获得精度较高的波导元件。

如图2所示，将工件2内孔较小的一端放置在工作台4上，并用夹具3将工件2固定，在压力作用下，内芯1沿图中箭头所示方向运动，并挤压工件2腔体，使工件2内孔与内芯1尺寸基本一致。所述内芯1的长度大于工件2轴向长度，且内芯1两端留有一定的安装和工作余量，内芯1中间段与工件2内腔是相适应的。由于工件2只在端口处对内孔的精度要求较高，故为了减小模具成本，只需保证内芯1两端的外壁精度足够高即可。

所述内芯1上设有起缓冲减震作用的聚胺脂块6，从而使内芯1在被挤压过程中所受压力均匀。所述聚氨酯块6与内芯1之间是可拆卸式的。在实际使用中，控制机构施加的压力通过聚氨酯块6传递到内芯1上，可起到较好的缓冲减震作用，使控制机构对内芯1的压力在一定范围内变化较小，有利于减少调整内芯1位移量的次数，减小加工误差。经实验得知，所述聚氨酯块相较于其他现有的弹性块的缓冲减震效果更佳。

如图3所示，工件2经过内芯1挤压后，考虑到工件2内腔具有一定的回弹量以及加工误差等，还需将包含内芯1的工件2放入外模5中，并沿图中所示箭头方向对内芯1s上的聚氨酯块6施加压力，使工件2腔体在外模5和内芯1的共同挤压作用下产生一定的变形，保证脱模后工件2内孔的尺寸更加接近内芯1外壁尺寸，从而减小工件2内孔尺寸公差，提高工件2内孔精度。

如图4所示，用夹具3将经过外模5和内芯1挤压并拆除了外模5的工件2内孔较小的一端固定，再安装在工作台4上，对内芯1施加压力，使内芯1沿图中箭头所示方向运动，从而脱离工件2。所示内芯1较小的一端应具有一定的拔模角度和端面倒角，以减小因脱模造成的工件2内孔尺寸改变。

Claims (9)

1.波导元件的精加工方法，其步骤包括：

a.对压铸或锻造成型的工件进行皂化处理；

b.将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配；

c.再将包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但实际公差小于工件内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；

d.拆除外模和内芯，检验脱模后的工件内孔尺寸；

e.对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。

2.如权利要求1所述的波导元件的精加工方法，其特征在于当所述工件内孔基本尺寸为L1、外壁基本尺寸为L2时，选择外壁尺寸为的内芯和内孔尺寸为的外模配组挤压工件，使工件内孔尺寸达到L1±0.02。

3.如权利要求2所述的波导元件的精加工方法，其特征在于根据所述内芯外壁尺寸将其划分为和三组，并与内孔尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。

4.如权利要求2所述的波导元件的精加工方法，其特征在于根据所述外模内孔尺寸将其划分为和三组，并与外壁尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。

5.如权利要求1所述的波导元件的精加工方法，其特征在于步骤d中拆除外模后，从步骤c中挤压内芯的相反方向对内芯施加压力来拆除内芯。

6.如权利要求1所述的波导元件的精加工方法，其特征在于步骤e中所述后续加工包括端面加工。

7.如权利要求1所述的波导元件的精加工方法，其特征在于步骤b和步骤c中是通过控制机构来控制内芯的位移，从而使内芯挤压工件的深度到位。

8.如权利要求1至7之一所述的波导元件的精加工方法，其特征在于所述内芯和外模的尺寸根据工件的实际测量尺寸来选择配组。

9.如权利要求1至7之一所述的波导元件的精加工方法，其特征在于所述内芯上设有起缓冲减震作用的聚胺脂块，从而使内芯在被挤压过程中所受压力均匀。