CN106783470B - 用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具及装配方法，装配模具包括夹持组件、支撑组件和安装组件；夹持组件包括管体和夹具；夹具包括夹体及夹持杆；夹持杆的内端面用于抵压在螺旋线外壁面上，外端面用于抵压在所述管体内壁面上；支撑组件包括支撑轴杆支撑轴块；支撑轴块位于使螺旋线产生弹性形变的相邻两夹持杆之间；安装组件包括第一杆件及第二杆件。本发明利用螺旋线的可形变性能，通过各装配模具与螺旋线之间的配合，实现了对复合管壳螺旋线慢波结构的装配。

Description

用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具及装配方法

技术领域

本发明属于微波真空电子器件领域，特别涉及一种用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具及装配方法。

背景技术

目前，国内宽带小型化行波管一般采取的是一种传统的高频结构，其由内部带加载筋的管壳、螺旋线、瓷杆、及外围的极靴和垫环组成。此种高频结构由于管壳的存在，磁通量利用率低，磁聚焦系统体积增加，并且由于管壳和垫环的尺寸限制，高频系统将成为行波管整管的一个薄弱环节，直接影响了制造工艺的可靠性。而从国外引进的小型化相位一致行波管却采用的是一种颇具发展前景，更适合宽带小型化行波管应用的高频结构。这种结构没有单独的管壳，它的管壳部分直接由极靴和金属环焊接而成，这种结构被称为复合管壳。

复合管壳的优越性是完全由它本身的结构所决定的。首先，由于它没有单独的管壳，热经过螺旋线与瓷杆的接触、瓷杆与复合管壳的接触而散发出去，而传统结构的散热路径则是螺旋线与瓷杆，瓷杆与管壳，然后管壳再到外部的极靴与垫环组件。由于接触热阻会影响散热效果，所以很明显复合管壳较传统的慢波结构少了一个散热环节，减少了散热面的切换次数，从而减少了总热阻，获得了更好理想的散热效果。其次，传统慢波结构的磁聚焦系统与互作用区之间还隔着金属真空管壳，磁通量有一部分是没起到作用的。而复合管壳的磁聚焦系统更加靠近电子注流过的中轴线周围，这使得磁通量利用率高了，使用相同磁通密度和矫顽力的磁性材料时，能用较小体积的磁聚焦系统就能获得相同的磁聚焦效果，从而有利于行波管的小型化。同时，由于复合管壳不用兼顾管壳与垫环的尺寸，在相同的总体积条件下，它的径向厚度可以做的比这两者都厚一些，从而增加了力学强度。

但是，相对于传统管壳，复合管壳螺旋线慢波结构中的管壳是由多种材料复合而成，受所选用材料的限制，在夹持过程中，利用传统的热膨胀夹持方法较难实现。同时复合管壳硬度大、延展性差，无法使用传统夹具进行冷夹持，因此，复合管壳的夹持难度相较于传统管壳大大增加，这也是迄今为止，国内复合管壳没得到广泛使用的一个重要原因。因此需要提供一种新的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具及装配方法。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具；该装配模具利用螺旋线的可形变性能，通过各装配模具与螺旋线之间的配合，实现了对复合管壳螺旋线慢波结构的装配。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种在传统管壳热膨胀夹持方法及冷夹持方法之外的利用上述装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的装配方法；通过该新的装配方法解决了复合管壳螺旋线慢波结构装配难的问题，提高了复合管壳螺旋线慢波结构的生产效率。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，所述装配模具包括套设在螺旋线外的夹持组件、设置螺旋线内的支撑组件和用于将螺旋线装配至复合管壳内的安装组件；

所述夹持组件包括呈圆形管状结构的管体和设置在螺旋线外壁面与管体内壁面之间的用于对螺旋线进行夹持固定的夹具；

所述夹具包括在轴线上具有放置螺旋线容腔的夹体，及沿所述夹体周向均匀设置的至少三个沿所述夹体径向方向设置用于对螺旋线进行夹持固定并使螺旋线产生弹性形变的夹持杆；

所述夹持杆的内端面用于抵压在螺旋线外壁面上，外端面用于抵压在所述管体内壁面上；

所述支撑组件包括设置在螺旋线内的支撑轴杆，及设置在支撑轴杆外壁面与螺旋线内壁面之间的支撑轴块；所述支撑轴块位于使螺旋线产生弹性形变的相邻两夹持杆之间；

所述安装组件包括设置在螺旋线外支撑轴杆一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第一杆件，及设置在螺旋线外支撑轴杆另一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第二杆件。

进一步的，在螺旋线的径向方向上，所述夹持杆与管体之间为过盈配合。

进一步的，沿所述夹体周向均匀设置有三个沿所述夹体径向方向设置用于对螺旋线进行夹持固定并使螺旋线产生弹性形变的夹持杆。

进一步的，在螺旋线的轴向方向上，所述管体内壁面为锥面，所述夹持杆与螺旋线外壁面相接触的内端面为平面，所述夹持杆与管体内壁面相接触的外端面为与所述管体内壁面相过盈配合的锥面。

进一步的，在螺旋线的轴向方向上，所述管体内壁上设有与所述夹持杆相对应的用于插入夹持杆的槽口，该槽口底面为锥面；

所述夹持杆与螺旋线外壁面相接触的内端面为平面，所述夹持杆与槽口底面相接触的外端面为与所述槽口底面相过盈配合的锥面。

进一步的，在螺旋线的轴向方向上，所述支撑轴块与螺旋线内壁面相接触的外壁面为弧面，该支撑轴块与所述支撑轴杆外壁面相接触的内壁面为锥面，所述支撑轴杆外壁面为与所述支撑轴块内壁面相过盈配合的锥面。

进一步的，在靠近螺旋线的所述第一杆件的端部上设有用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第一凹槽，所述第二杆件上设有与所述第一凹槽配合使用的用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第二凹槽。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种利用上述装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将螺旋线通过夹持杆装配至夹体中，构成第一组件，将该第一组件插入至管体中固定；

S2、将支撑轴块装配至螺旋线中，支撑轴块的位置位于使螺旋线产生弹性形变的相邻两夹持杆之间；

S3、支撑轴杆沿螺旋线的轴向方向插入由若干支撑轴块所构成的中部通腔中；

S4、支撑轴杆与支撑轴块紧配合后，卸载管体、夹持杆和夹体；

S5、通过设置在支撑轴杆两端的第一杆件和第二杆件定位安装螺旋线慢波结构中介质杆，构成第二组件；并将该第二组件装配至螺旋线慢波结构的复合管壳中；

S6、卸载支撑轴杆，并将支撑轴块卸出，得到复合管壳螺旋线慢波结构。

进一步的，所述步骤S1具体为：将螺旋线插入夹体容腔中，夹持杆沿夹体径向方向插入夹体，构成第一组件，将该第一组件插入至管体中，所述管体与螺旋线呈同轴设置，通过所述夹持杆与管体之间的锥面过盈配合，使得夹持杆的内端面抵压在螺旋线外壁面上并使螺旋线产生弹性形变。

进一步的，所述步骤S3具体为：支撑轴杆沿螺旋线的轴向方向插入由若干支撑轴块所构成的中部通腔中；通过所述支撑轴杆与支撑轴块之间的锥面过盈配合，使得支撑轴杆与支撑轴块紧配合后，卸载管体、夹持杆和夹体，螺旋线依然保持形变后的状态不回弹。

本发明提供了一种新的复合管壳螺旋线慢波结构装配模具及利用该装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的方法，其通过在常温下利用外力使螺旋线发生小量的形变来进行复合管壳的夹持装配，该装配模具及装配方法完全解决了传统热膨胀夹持方法及冷夹持方法无法实现的复合管壳夹持问题。通过本发明所提供的装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构，具有可操作性强，成本低，定位精准，夹持质量高等优点，且通过控制管体与夹持杆之间过盈配合面的长度还能够实现螺旋线相对于复合管壳夹持量可控。

附图说明

图1为本发明中管体的结构示意图。

图2为本发明中夹体的立体结构示意图。

图3为本发明中夹持杆的立体结构示意图。

图4为本发明中夹具的整体结构示意图。

图5为本发明中夹持组件与螺旋线的装配示意图。

图6为图5中夹持杆与螺旋线的配合局部放大示意图。

图7为本发明中支撑轴杆的立体结构示意图。

图8为本发明中支撑轴块的立体结构示意图。

图9为本发明中螺旋线和支撑组件的装配示意图。

图10为本发明中第一杆件、第二杆件与支撑轴杆之间的装配示意图。

图11为本发明中将第二组件装配至复合管壳中的装配示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1至11所示，一种用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，所述装配模具包括套设在螺旋线100外的夹持组件、设置螺旋线100内的支撑组件和用于将螺旋线100装配至复合管壳200内的安装组件；

所述夹持组件包括呈圆形管状结构的管体1和设置在螺旋线100外壁面与管体1内壁面之间的用于对螺旋线100进行夹持固定的夹具；

所述夹具包括在轴线上具有放置螺旋线容腔21的夹体2，及沿所述夹体2周向均匀设置的三个沿所述夹体2径向方向设置的用于对螺旋线100进行夹持固定并使螺旋线100产生弹性形变的夹持杆3；所述夹持杆3的内端面31用于抵压在螺旋线100外壁面上，外端面32用于抵压在所述管体1内壁面上；进一步的，在螺旋线100的径向方向上，所述夹持杆3与管体1之间为过盈配合，具体为，在螺旋线100的轴向方向上，所述管体1内壁上设有与所述夹持杆3相对应的用于插入夹持杆3的槽口11，该槽口11底面为锥面；所述夹持杆3与螺旋线100外壁面相接触的内端面31为平面，所述夹持杆3与槽口11底面相接触的外端面32为与所述槽口11底面相过盈配合的锥面。

所述支撑组件包括设置在螺旋线100内的支撑轴杆4，及设置在支撑轴杆4外壁面与螺旋线100内壁面之间的支撑轴块5；所述支撑轴块5位于使螺旋线100产生弹性形变的相邻两夹持杆3之间；进一步的，在螺旋线100的轴向方向上，所述支撑轴块5与螺旋线100内壁面相接触的外壁面为弧面，该支撑轴块5与所述支撑轴杆4外壁面相接触的内壁面为锥面，所述支撑轴杆4外壁面为与所述支撑轴块5内壁面相过盈配合的锥面。

所述安装组件包括设置在螺旋线100外支撑轴杆4一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第一杆件6，及设置在螺旋线100外支撑轴杆4另一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第二杆件7。进一步的，在靠近螺旋线的所述第一杆件6的端部上设有用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第一凹槽，所述第二杆件7上设有与所述第一凹槽配合使用的用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第二凹槽。

一种利用上述装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将螺旋线100通过夹持杆3装配至夹体2中，构成第一组件，将该第一组件插入至管体1中固定；

其具体过程为，首先将螺旋线100插入夹体2容腔21中，之后将夹持杆3沿夹体2径向方向插入夹体2，即构成第一组件，之后再将该第一组件插入至管体1中，保证所述管体1与螺旋线100呈同轴设置，通过所述夹持杆3与管体1之间的锥面过盈配合，使得夹持杆3的内端面31抵压在螺旋线100外壁面上，并使螺旋线100产生弹性形变，其中夹持杆3的内端面31所对应的螺旋线100外壁面呈凹陷形变；

S2、将支撑轴块5装配至螺旋线100中，支撑轴块5的位置位于使螺旋线100产生弹性形变的相邻两夹持杆3之间；

S3、支撑轴杆4沿螺旋线100的轴向方向插入由若干支撑轴块5所构成的中部通腔中；

其具体过程为，支撑轴杆4沿螺旋线100的轴向方向插入由若干支撑轴块5所构成的中部通腔中；通过所述支撑轴杆4与支撑轴块5之间的锥面过盈配合，使得支撑轴杆4与支撑轴块5紧配合后，即便卸载管体1、夹持杆3和夹体2，螺旋线100依然保持形变后的状态不回弹。

S4、支撑轴杆4与支撑轴块5紧配合后，卸载管体1、夹持杆3和夹体2；

S5、通过设置在支撑轴杆4两端的第一杆件6和第二杆件7定位安装螺旋线慢波结构中介质杆，构成第二组件；之后将该第二组件装配至螺旋线慢波结构的复合管壳200中；其中，所述介质杆匹配对应定位安装在通过夹持杆3使螺旋线100外壁面上呈凹陷形变的位置处；所述第一杆件6上的第一凹槽和第二杆件7上的第二凹槽用于将介质杆的两端固定，使介质杆相对螺旋线不发生自由转动，优选的，本实施例中的介质杆包括杆体和与杆体相连的径向翼，杆体的内端面设置在螺旋线100外壁面上呈凹陷形变的位置处，径向翼的外端面与所述复合管壳200的内壁面对应设置；

S6、最后，卸载支撑轴杆4，并将支撑轴块5卸出，得到复合管壳螺旋线慢波结构。

本发明在传统复合管壳热膨胀夹持方法及冷夹持方法之外，提供了一种新的复合管壳螺旋线慢波结构装配模具及利用该装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的方法，其通过在常温下利用外力使螺旋线发生小量的形变来进行复合管壳的夹持装配，该装配模具及装配方法完全避开了现有传统热膨胀夹持方法及冷夹持方法所存在的问题，且装配效率可比使用传统模具及传统装配方法装配复合管壳螺旋线慢波结构提高三到四倍，具有操作性更强、成本更低等优点，且通过本发明所提供的装配模具装配复合管壳，夹持量可控，定位精准，夹持质量更高。

本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

综上所述，本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰；因此，本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，所述装配模具包括套设在螺旋线外的夹持组件、设置螺旋线内的支撑组件和用于将螺旋线装配至复合管壳内的安装组件；

所述夹持组件包括呈圆形管状结构的管体和设置在螺旋线外壁面与管体内壁面之间的用于对螺旋线进行夹持固定的夹具；

所述夹具包括在轴线上具有放置螺旋线容腔的夹体，及沿所述夹体周向均匀设置的至少三个沿所述夹体径向方向设置用于对螺旋线进行夹持固定并使螺旋线产生弹性形变的夹持杆；

所述夹持杆的内端面用于抵压在螺旋线外壁面上，外端面用于抵压在所述管体内壁面上；在螺旋线的轴向方向上，所述管体内壁面为锥面，所述夹持杆与螺旋线外壁面相接触的内端面为平面，所述夹持杆与管体内壁面相接触的外端面为与所述管体内壁面相过盈配合的锥面；

所述支撑组件包括设置在螺旋线内的支撑轴杆，及设置在支撑轴杆外壁面与螺旋线内壁面之间的支撑轴块；所述支撑轴块位于使螺旋线产生弹性形变的相邻两夹持杆之间；

所述安装组件包括设置在螺旋线外支撑轴杆一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第一杆件，及设置在螺旋线外支撑轴杆另一端上的用于定位螺旋线慢波结构中介质杆的第二杆件。

2.根据权利要求1所述的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，在螺旋线的径向方向上，所述夹持杆与管体之间为过盈配合。

3.根据权利要求1所述的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，沿所述夹体周向均匀设置有三个沿所述夹体径向方向设置用于对螺旋线进行夹持固定并使螺旋线产生弹性形变的夹持杆。

4.根据权利要求1所述的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，在螺旋线的轴向方向上，所述管体内壁上设有与所述夹持杆相对应的用于插入夹持杆的槽口，该槽口底面为锥面；

所述夹持杆与螺旋线外壁面相接触的内端面为平面，所述夹持杆与槽口底面相接触的外端面为与所述槽口底面相过盈配合的锥面。

5.根据权利要求1所述的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，在螺旋线的轴向方向上，所述支撑轴块与螺旋线内壁面相接触的外壁面为弧面，该支撑轴块与所述支撑轴杆外壁面相接触的内壁面为锥面，所述支撑轴杆外壁面为与所述支撑轴块内壁面相过盈配合的锥面。

6.根据权利要求1所述的用于复合管壳螺旋线慢波结构的装配模具，其特征在于，在靠近螺旋线的所述第一杆件的端部上设有用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第一凹槽，所述第二杆件上设有与所述第一凹槽配合使用的用于定位装配螺旋线慢波结构中介质杆的第二凹槽。

7.一种利用如权利要求1至6任一项所述的装配模具装配复合管壳螺旋线慢波结构的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、将螺旋线通过夹持杆装配至夹体中，构成第一组件，将该第一组件插入至管体中固定；

S2、将支撑轴块装配至螺旋线中，支撑轴块的位置位于使螺旋线产生弹性形变的相邻两夹持杆之间；

S3、支撑轴杆沿螺旋线的轴向方向插入由若干支撑轴块所构成的中部通腔中；

S4、支撑轴杆与支撑轴块紧配合后，卸载管体、夹持杆和夹体；

S5、通过设置在支撑轴杆两端的第一杆件和第二杆件定位安装螺旋线慢波结构中介质杆，构成第二组件；并将该第二组件装配至螺旋线慢波结构的复合管壳中；

S6、卸载支撑轴杆，并将支撑轴块卸出，得到复合管壳螺旋线慢波结构。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将螺旋线插入夹体容腔中，夹持杆沿夹体径向方向插入夹体，构成第一组件，将该第一组件插入至管体中，所述管体与螺旋线呈同轴设置，通过所述夹持杆与管体之间的锥面过盈配合，使得夹持杆的内端面抵压在螺旋线外壁面上并使螺旋线产生弹性形变。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：支撑轴杆沿螺旋线的轴向方向插入由若干支撑轴块所构成的中部通腔中；通过所述支撑轴杆与支撑轴块之间的锥面过盈配合，使得支撑轴杆与支撑轴块紧配合后，卸载管体、夹持杆和夹体，螺旋线依然保持形变后的状态不回弹。