CN107452577B - 速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，所述薄壁侧热屏零件包括第一圆柱形直筒、第二圆柱形直筒及连接所述第一圆柱形直筒和所述第二圆柱形直筒的过渡圆台筒；采用本发明制造方法进行加工，不需要用多次复杂的冲压引伸方法，节省了多套引伸模，只需要简单的点焊模，在加工过程中不会造成零件的报废；避免了薄壁零件多次冲压引伸，有效地降低了电子枪零件的加工难度，缩短了试制周期、降低了制造成本，且提高了零件的成品率。

Description

速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法
技术领域
本发明涉及大功率速调管技术领域，具体涉及一种速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法。
背景技术
电子枪是速调管的关键部分，由于速调管阴极工作温度比较高，对于普通氧化物阴极在850℃，而钡钨阴极工作温度在1050℃；另外，阴极激活温度要求更高，氧化物阴极为1050℃，而钡钨阴极高达1250℃。速调管的外壳大概在100℃左右，因此，电子枪的保温就显得格外重要。
电子枪零件所使用的材料、材料规格和设计形状对电子枪的保温是关键的因素。电子枪所使用的零件材料，一般要求耐高温，常用的材料为钨、钼及其合金，钽、钽铌合金，不锈钢等。而紧靠阴极部分一般都采用钼或钼合金，为了减小热传导，材料要求很薄，一般在0.05～0.20mm。在设计中靠近阴极部分，除了阴极发射面外，都需要加热屏，即在沿阴极圆柱面装有圆柱形侧热屏，在底部装有下热屏。
为了减小热辐射和热传导，一般都有多层侧热屏及下热屏。侧热屏零件形状主要就是采用圆柱形薄壁引伸件，下热屏形状主要采用与热子底面相似的半球形或平面结构，下热屏一般通过在热屏上点焊的带子固定在侧边支撑筒上，而热屏的材料均采用钼带、不锈钢带、钽铌合金带等。
以往电子枪下热屏零件主要采用冲压引伸方法进行加工。金属零件的引伸，特别是对于钼材料的冲压引伸，由于材料本身延展性能差，材料又薄，在引伸过程中容易断裂损坏，造成零件成品率差，加工成本高，而且即使制造出来，零件的尺寸也很难保证。这主要表现在，零件有喇叭口，即大小头；不同直径零件在过渡处容易产生褶皱、零件厚薄不一致、零件局部开裂等。即使如此，往往需要采取辅助措施，如在待加工的材料上预先点焊一块薄壁金属，且试模调整的时间长，试模成本高，因此整个零件制造成本高，试制周期长。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种缩短试制周期、降低制造成本且提高零件成品率的速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法。
为实现上述目的，本发明所设计的速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，所述薄壁侧热屏零件包括第一圆柱形直筒、第二圆柱形直筒及连接所述第一圆柱形直筒和所述第二圆柱形直筒的过渡圆台筒；所述制造方法包括如下步骤：
1)成型第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒：按照第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒的预设尺寸要求对选取的材料进行切割，切割后根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后卷取成卷筒状，然后采用圈圆和点焊方式分别成型第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒；
2)成型过渡圆台筒坯料：按照过渡圆台筒的预设尺寸要求对坯料进行切割成型为过渡圆台筒坯料，且过渡圆台筒坯料包括扇环、若干个沿圆周均匀分布在扇环外圆上的上过渡齿及若干个沿圆周均匀分布在扇环内圆上的下过渡齿；
3)成型预过渡圆台筒：根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后在圆台形点焊模上卷取成卷筒状，最后采用圈圆和点焊方式成型后，将上过渡齿向上弯折直至所有上过渡齿均垂直于外圆所在平面，将下过渡齿向下弯折直至所有下过渡齿均垂直于内圆所在平面，就形成预过渡圆台筒；
4)焊接成型薄壁侧热屏零件：将第一圆柱形直筒插入预过渡圆台筒上端，将所述上过渡齿向上弯折，直至上过渡齿与第一圆柱形直筒外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第一圆柱形直筒与上过渡齿焊接；
将第二圆柱形直筒插入预过渡圆台筒下端，将所述下过渡齿向下弯折，直至下过渡齿与第二圆柱形直筒外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第二圆柱形直筒与下过渡齿焊接；从而焊接成型薄壁侧热屏零件；
其中：第一圆柱形直筒的外径为
Figure BDA0001320610940000031
厚度为t、高度为L1；第二圆柱形直筒的外径为
Figure BDA0001320610940000032
厚度为t、高度为L2；过渡圆台筒大端面的内径与第一圆柱形直筒的外径相同，过渡圆台筒小端面的内径与第二圆柱形直筒的外径相同，过渡圆台筒母线的长度为L3，且过渡圆台筒的厚度为t；第一圆柱形直筒的中轴线、第二圆柱形直筒的中轴线及过渡圆台筒中轴线三者重合。
进一步地，所述过渡圆台筒展开后的扇环所在圆的圆心角
Figure BDA0001320610940000034
且扇环的外径
Figure BDA0001320610940000033
进一步地，所述步骤1)中圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm；所述步骤2)中圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm，且搭接宽度在所述过渡圆台筒展开后扇环的延长面上。
进一步地，所述上过渡齿的齿搭接高度H1为3～6mm，所述上过渡齿的齿宽W1为3～6mm；所述下过渡齿的齿搭接高度H2为3～6mm，所述下过渡齿的齿宽W2为3～6mm。
进一步地，所述上过渡齿的个数为6～16个，所述下过渡齿的个数为6～16个。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用本发明制造方法进行加工，不需要用多次复杂的冲压引伸方法，节省了多套引伸模，只需要简单的点焊模，在加工过程中不会造成零件的报废；避免了薄壁零件多次冲压引伸，有效地降低了电子枪零件的加工难度，缩短了试制周期、降低了制造成本，且提高了零件的成品率。
附图说明
图1为本发明速调管电子枪薄壁侧热屏零件的结构示意图；
图2、图3为成型第一圆柱形直筒的工艺过程示意图；
图4、图5为成型第二圆柱形直筒的工艺过程示意图；
图6为过渡圆台筒坯料结构示意图；
图7为预过渡圆台筒结构示意图；
图8为焊接结构示意图。
图中各部件标号如下：
第一圆柱形直筒1、第二圆柱形直筒2、过渡圆台筒3、过渡圆台筒坯料4(其中：下过渡齿4.1、扇环4.2、上过渡齿4.3)、预过渡圆台筒5。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
传统的冲压引伸机械方法对于壁厚在1～3mm厚壁零件来说相对容易一些，由于材料厚，零件冲压后容易成型，而对于壁厚在0.05～0.20mm的薄壁零件来说，有些形状冲压后容易回弹变形，而且在冲压过程中由于材料薄容易使材料断裂，即传统的冲压引伸机械方法在制造薄壁零件过程中材料损失大、成品率低。
因此，本发明为了实现薄壁零件的成型，采用把复杂的、多次冲压引伸零件分段成型。结合图1所示，速调管电子枪薄壁侧热屏零件包括第一圆柱形直筒1、第二圆柱形直筒2及连接第一圆柱形直筒1和第二圆柱形直筒2的过渡圆台筒3。具体制造方法包括如下步骤：
1)成型第一圆柱形直筒1和第二圆柱形直筒2：按照第一圆柱形直筒1的预设尺寸要求对选取的材料进行切割，切割后根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后用直径为
Figure BDA0001320610940000041
的模具棒进行卷取成卷筒状，然后采用圈圆和点焊方式成型第一圆柱形直筒1，其中，圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm，如图2、3所示；
按照第二圆柱形直筒2的预设尺寸要求对选取的材料进行切割，切割后根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后用直径为
Figure BDA0001320610940000042
的模具棒进行卷取成卷筒状，然后采用圈圆和点焊方式成型第二圆柱形直筒2，其中，圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm，如图4、5所示；
2)成型过渡圆台筒坯料：按照过渡圆台筒3的预设尺寸要求对坯料进行切割成型为过渡圆台筒坯料4，且过渡圆台筒坯料4包括扇环4.2、若干个沿圆周均匀分布在扇环4.2外圆上的上过渡齿4.3及若干个沿圆周均匀分布在扇环4.2内圆上的下过渡齿4.1；本实施例中上过渡齿4.3的个数为6～16个，下过渡齿4.1的个数为6～16个，如图6所示；
3)成型预过渡圆台筒：根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后用圆台形点焊模具进行卷取成卷筒状，采用圈圆和点焊方式成型后，将上过渡齿4.3向上弯折直至所有上过渡齿4.3均垂直于外圆所在平面，将下过渡齿4.1向下弯折直至所有下过渡齿4.1均垂直于内圆所在平面，就形成预过渡圆台筒5，其中，圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm，且搭接宽度在过渡圆台筒展开后扇环4.2的延长面上，以保证齿形过渡圆台圈园点焊后，上下搭接长度均为δ，且不和弧CC或弧DD干涉；即预过渡圆台筒5包括过渡圆台筒3、若干个沿圆周方向均匀垂直分布在过渡圆台筒3大端面的上过渡齿4.3及若干个沿圆周方向均匀垂直分布在过渡圆台筒3小端面的下过渡齿4.1，如图7所示；
4)焊接成型薄壁侧热屏零件：将第一圆柱形直筒1插入预过渡圆台筒5上端，将上过渡齿4.3向上弯折，直至上过渡齿4.3与第一圆柱形直筒1外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第一圆柱形直筒1与上过渡齿4.3焊接；
将第二圆柱形直筒2插入预过渡圆台筒5下端，将下过渡齿4.1向下弯折，直至下过渡齿4.1与第二圆柱形直筒2外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第二圆柱形直筒2与下过渡齿4.1焊接；从而焊接成型薄壁侧热屏零件，如图8所示；
其中：第一圆柱形直筒的外径为
Figure BDA0001320610940000051
厚度为t、高度为L1；第二圆柱形直筒的外径为
Figure BDA0001320610940000052
厚度为t、高度为L2；过渡圆台筒大端面的内径与第一圆柱形直筒的外径相同(
Figure BDA0001320610940000061
对应的弧长
Figure BDA0001320610940000062
过渡圆台筒小端面的内径与第二圆柱形直筒的外径相同(
Figure BDA0001320610940000063
对应的弧长
Figure BDA0001320610940000064
过渡圆台筒母线的长度为L3，且过渡圆台筒的厚度为t；第一圆柱形直筒的中轴线、第二圆柱形直筒的中轴线及过渡圆台筒中轴线三者重合；
过渡圆台筒展开后的扇环所在圆的圆心角
Figure BDA0001320610940000065
且扇环的外径
Figure BDA0001320610940000066
上过渡齿的齿搭接高度H1为3～6mm，上过渡齿的齿宽W1为3～6mm；下过渡齿的齿搭接高度H2为3～6mm，下过渡齿的齿宽W2为3～6mm；且齿搭接高度、齿宽和齿的数量，应该避免在下料、圈圆和点焊过程中齿之间不相互干涉(即不同的齿不会重叠)。
本发明的制造方法与传统冲压引伸方法进行比较有以下优点：
1、冲压引伸的零件虽然是一个整体，装配起来方便，但是零件加工过程很复杂、零件成品率低、且加工成本高；本发明的制造方法使零件加工简单，在装配过程中，三种零件的组焊过程也简单，通过简单的工装模具压紧点焊牢固即可，大大降低加工成本；
2、电子枪侧热屏采用过渡圆台筒分别与第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒进行点焊的新结构，热屏蔽效果更好一些，因为整体零件热传导大，齿形零件热传导小，热量损失就小一些，在相同阴极工作温度下，热子加热功率可以降低。经过反复的装配试验表明，热屏经过齿之间的连接，不仅不会使阴极面产生局部温度过高现象，相反会使阴极面的温度更均匀；这主要是由于薄壁零件在引伸工艺过程中，校模、试模以及材料在冲压引伸过程中的非均匀流动造成零件厚薄不均匀，在作为热屏使用时，热传导和热辐射就会不均匀，从而导致阴极面温度不均匀；
3、正因为材料薄，所以过渡圆台筒的齿折弯成形十分简单，齿形零件经过下料并按照正常的工艺退火后，用平口钳，甚至用手按压都可以直接在点焊模上成形，从而使十分困难的薄壁材料冲压引伸变得十分简单；而且，零件的厚度，除了在点焊处外，都非常均匀一致；
4、第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒这类零件的初步成形，无需专门的模具，零件毛坯材料先按工艺正常退火，然后，在直径为零件直径约三分之二的金属圆棒上卷绕一下，零件毛坯回弹后，零件就基本成形，便于在清洗后的点焊；
5、由于采用了齿形结构，且齿的折弯可以用手工完成，从而避免了在引伸过程中过渡圆角处容易拉裂等弊端，所以齿和圆台筒外周缘侧面过渡处的圆角可以设计得比较小，有时甚至可以小于0.5mm或忽略不计，仍不至于拉裂；由于避免了圆柱面和球冠之间大圆角过渡，这样使电子枪热屏的设计更合理，尺寸更紧凑，有利于缩小电子枪尺寸，热效率将会得到提高；
6、齿与圆柱形直筒点焊是在圆柱形点焊模上完成，由于齿不是很宽，且圆周上齿的数量适当(避免圈园后齿之间的相干)，再加上材料又很薄，在点焊模上通过点焊的压力使齿和圆柱外周缘面较好地贴合，因此，齿不需要预先按圆柱形直筒的圆柱面成形。这里虽然有一定误差，但是对于本发明是允许的，且通过实践也是可行的；本发明正是针对困难的薄壁零件冲压引伸加工，改善了设计，将整体薄壁零件的引伸变为几段零件的组合，并且采用圈圆和点焊以及齿的折弯后，反而便于手工成型，从而使得复杂的薄壁零件冲压引伸，变得十分简单。
综上所述，采用本发明制造方法进行加工，不需要用多次复杂的冲压引伸方法，节省了多套引伸模，只需要简单的引伸模和点焊模，在加工过程中不会造成零件的报废；避免了薄壁零件多次冲压引伸，有效地降低了电子枪零件的加工难度，缩短了试制周期、降低了制造成本，且提高了零件的成品率。

Claims (5)

1.一种速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，所述薄壁侧热屏零件包括第一圆柱形直筒、第二圆柱形直筒及连接所述第一圆柱形直筒和所述第二圆柱形直筒的过渡圆台筒；其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：
1)成型第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒：按照第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒的预设尺寸要求对选取的材料进行切割，切割后根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后卷取成卷筒状，然后采用圈圆和点焊方式分别成型第一圆柱形直筒和第二圆柱形直筒；
2)成型过渡圆台筒坯料：按照过渡圆台筒的预设尺寸要求对坯料进行切割成型为过渡圆台筒坯料，且过渡圆台筒坯料包括扇环、若干个沿圆周均匀分布在扇环外圆上的上过渡齿及若干个沿圆周均匀分布在扇环内圆上的下过渡齿；
3)成型预过渡圆台筒：根据选取材料的种类确定退火工艺进行退火，退火后在圆台形点焊模上卷取成卷筒状，最后采用圈圆和点焊方式成型后，将上过渡齿向上弯折直至所有上过渡齿均垂直于外圆所在平面，将下过渡齿向下弯折直至所有下过渡齿均垂直于内圆所在平面，就形成预过渡圆台筒；
4)焊接成型薄壁侧热屏零件：将第一圆柱形直筒插入预过渡圆台筒上端，将所述上过渡齿向上弯折，直至上过渡齿与第一圆柱形直筒外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第一圆柱形直筒与上过渡齿焊接；
将第二圆柱形直筒插入预过渡圆台筒下端，将所述下过渡齿向下弯折，直至下过渡齿与第二圆柱形直筒外周缘相贴合，然后采用点焊的方式将第二圆柱形直筒与下过渡齿焊接；从而焊接成型薄壁侧热屏零件；
其中：第一圆柱形直筒的外径为φ1、厚度为t、高度为L1；第二圆柱形直筒的外径为φ2、厚度为t、高度为L2；过渡圆台筒大端面的内径与第一圆柱形直筒的外径相同，过渡圆台筒小端面的内径与第二圆柱形直筒的外径相同，过渡圆台筒母线的长度为L3，且过渡圆台筒的厚度为t；第一圆柱形直筒的中轴线、第二圆柱形直筒的中轴线及过渡圆台筒中轴线三者重合。
2.根据权利要求1所述速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，其特征在于：所述过渡圆台筒展开后的扇环所在圆的圆心角θ2＝360(φ1-φ2)/L3，且扇环的外径l＝φ1L3/(φ1-φ2)。
3.根据权利要求1或2所述速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，其特征在于：所述步骤1)中圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm；所述步骤3)中圈圆和点焊时的搭接宽度δ为3～6mm，且搭接宽度在所述过渡圆台筒展开后扇环的延长面上。
4.根据权利要求1或2所述速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，其特征在于：所述上过渡齿的齿搭接高度H1为3～6mm，所述上过渡齿的齿宽W1为3～6mm；所述下过渡齿的齿搭接高度H2为3～6mm，所述下过渡齿的齿宽W2为3～6mm。
5.根据权利要求1或2所述速调管电子枪薄壁侧热屏零件制造方法，其特征在于：所述上过渡齿的个数为6～16个，所述下过渡齿的个数为6～16个。
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