CN107570965A - 一种u型弯波导加工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种U型弯波导加工的方法，先加工出铣削处U型槽的工装，然后再铣削出U型型腔，在U型型腔上钎焊盖板。将焊接了盖板的U型型腔放置于工装的U型槽内，将盖板铣削成与U型弯波导外形尺寸一致，最后在U型型腔的两端焊接法兰盘。

Description

一种U型弯波导加工的方法

技术领域

本发明涉及U型弯波导加工领域，尤其涉及一种U型弯波导加工的方法。

背景技术

电磁波雷达目前在预警、搜索、引导、炮瞄、战场监视、敌我识别等诸多方面得到了广泛地应用，且U型弯波导作为电磁波雷达馈线系统或馈源系统不可或缺的关重部件，是电磁波雷达等电子装备中最为重要的部件，电磁波雷达中馈线系统或馈源系统的U型弯波自身除了加工精度要求高、需求较大外，还要求其具备高导热、高导电等等特点。由于U型弯波导加工精度要求高，加工数量一般较大，因此，给U型弯波导的高精度、高质量和批量加工带来了问题。

电磁波雷达中馈线系统或馈源系统所用的U型弯波导使用范围较大，且许多U型弯波导往往外形规整而内腔表面的精度要求较高，具有加工精度高和表面粗糙度要求高等加工方面的要求。一般情况下，对电磁波雷达中馈线系统或馈源系统所用的U型弯波导的加工过程中，既需要高等级钳工和专用的弯制加工设备，还需要用到加工精度较高的铣削设备等加工设备，而高等级钳工主要是依靠手工进行加工，其一般的手工加工过程是：先由操作者手工选择需要加工的波导管毛坯，通过操作者肉眼对波导管毛坯内部进行观察，确定该波导管内腔的表面粗糙度是否符合设计要求。若波导管内腔的表面粗糙度符合设计要求，则由操作者手工将波导管毛坯件进行校正，即该校正加工工序是为了确保波导管毛坯自身的直线度，来满足U型弯波导的后续加工要求。完成校正加工工序后，由钳工操作者按加工工艺要求将其按加工U型弯波导所需的长度，用手动锯弓将其锯下。此时，操作者必须根据电磁波雷达的波长，即厘米波、毫米波的不同，将不同的介质物插入或灌入到波导管内腔中，一般要求不同的介质物插入或灌入的介质物必须与被加工的波导管内腔严丝合缝。然后将已完成插入或灌入介质物的波导管在专用的弯制设备上进行弯制。而这样的加工方法就造成了电磁波雷达中馈线系统或馈源系统所用的U型弯波导在其整个加工过程中，不但其加工难度大、劳动强度大，且在弯制过程中也容易出现加工加工质量问题。由于U型弯波导在加工方法选择上的不合理，因而就导致了电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导在其工过程中，极易出现成品率低、加工周期长、加工成本大幅度上升等等问题。为了解决上述在电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导加工中存在的诸多问题，就需要对电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导采用一种与众不同的加工方法，从而使得电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导能够以最佳、最合理、最有效的加工方法，来满足电磁波雷达对其广泛而大量地需求。

发明内容

要解决的技术问题

本发明特别针对电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导加工的实际，对其所用的U型弯波导的加工过程进行了改进，以达到采用简单易行的方法就能即快速、又确保精密地加工电磁波雷达中所用的U型弯波导，同时还大幅度降低加工周期，且又能减少各种加工设备的投入，并达到能保证电磁波雷达中所用的U型弯波导在采用常规设备进行加工时就能高效率、高质量地生产且完全符合设计要求，且被工艺和检验认可的目的。

电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导在整个加工过程中，其U型弯波导的加工方法是高精度加工电磁波雷达中所用的U型弯波导的重中之重。这是因为，U型弯波导是电磁波雷达中的馈线系统和馈源系统在有限和狭窄的安装空间中完成雷达发射和接收功能中电磁波转向的最为重要的整件，起着电磁波雷达收发技术指标是否达到设计指标至关重要的作用。因而，电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导的科学、合理、保质保量地加工就是电磁波雷达不可或缺的最为重要的一环。本发明中的电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导就是采用不同厚度的防锈铝合金板材，经过前期铣削成U型腔体的加工件和板材表面粗糙度达到1.6um的铝合金薄板材经铝钎焊焊接后而组成的。原电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导必须采用特制专用波导管毛坯件进行加工，其加工过程中主要存在以下问题，首先，操作者必须是高等级和高技能钳工，由其对波导管毛坯件进行波导腔内部表面粗糙度用目视的方法，来确定该波导腔内部的表面粗糙度是否满足设计需要。同时，该操作者必须对目视检验合格的该波导管毛坯进行校正，以确保该波导管毛坯的直线度符合设计要求，此外，操作者还必须按照工艺拟定的下料长度，对该波导管毛坯进行截长短，以满足弯曲加工工序的需要。并将截完长短的波导管内腔中插入或灌入不同的介质物；主要是根据该U型波导管工作频率来确定插入或灌入相应不同的介质物。一般雷达电磁波波长为厘米波至8毫米的U型波导管是由操作者插入厚度为0.2mm的不锈钢钢带，而对于雷达电磁波为3mm的U型波导管内腔中则是灌入低温合金。操作者完成将不同介质物插入或灌入波导管内腔并达到严丝合缝时，再将其放入专用的弯制设备中进行弯曲并达到U型弯波导的加工要求。然而，这样的加工方法经常致使U型弯波导在弯曲加工过程中，极易出现加工质量问题；主要有：专用的弯曲设备的弯曲下压力在操作者选择下压弯曲波导管的压力过大或者过小时，则U型弯波导外表面或内腔腔体中极易出现皱纹或者折痕，而导致该U型波导管在弯曲加工过程中出现质量问题，类似这种质量问题最终均被检验判定为报废。且手工加工U型波导管其加工的时间也较长，本例中U型弯波导产成品的自身高度为50mm，其总的加工时间难以控制。而且，由操作者手工操作加工U型弯波导的生产效率也是不高的，既对操作者自身的操作技术等级有严格的要求，同时也对操作者的加工经验和加工方法均有一定的要求。同时，在操作者进行U型波导管加工前，就必须不断地对波导管毛坯进行先期选料、校正、锯断、插入或灌入不同的介质物等等加工工序操作，且这些加工工序缺一不可。最后还要采用专用的弯制设备对波导管进行弯制，在弯制加工过程中还必须运用到操作者多年积累的加工U型弯波导的加工经验，方能完成该U型弯波导产成品的加工。但是，在U型波导管弯制加工过程中，如果该U型弯波导外表面或内腔在弯制加工过程中呈现出波浪形折痕和挤压纹路的情况，则就产生了U型弯波导的加工质量问题，最终该U型弯波导就被检验判定为废品，从而造成U型弯波导的彻底报废。由此可见，在加工电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导时，对参与加工的操作人员的操作技术和技能水平要求高，且在其加工过程中人工和设备的加工效率均不高，且在加工过程中也易出现各种加工问题，还必须使用专用的弯制设备，同时在U型弯波导的弯制加工过程中，极易在其内腔或者外表面出现加工精度和表面粗糙度达不到设计所要求的加工精度和表面粗糙度的问题。

技术方案

一种U型弯波导加工的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将一块LF21防锈铝合金板材放置于Hi-V560M高速加工中心的台虎钳上紧固，对板材的四个侧面进行绕行铣削使四个侧面相对的垂直度为⊥0.01mm和两个相对面的平行度为∥0.01mm，对上表面进行铣削使得粗糙度为1.6μm，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，铣削一个与待加工的U型弯波导外部尺寸一致的U型槽，将该LF21防锈铝合金板材作为工装；

步骤2：将另一块LF21防锈铝合金板材放置于Hi-V560M高速加工中心的台虎钳上并紧固，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，铣削一个U型弯波导的U型腔，U型腔的底面、侧面均保留0.03mm精加工余量；然后再选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速23000转/分、进给速度3000mm/分、切削深度0.8mm，将保留的0.03mm余量铣削掉，使得表面粗糙度为1.6μm；

步骤3：在U型弯波导的U型腔上钎焊一块单面抛光的LF21防锈铝合金板材，将整个焊接后的U型弯波导的U型腔放置于步骤1的工装的U型槽内，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，将焊接在U型弯波导的U型腔上的单面抛光的LF21防锈铝合金板材铣削至与U型弯波导外形尺寸一致；

步骤4：在U型弯波导的型腔的两个端口上加工一个用于焊接法兰盘的台阶，将法兰盘焊接在台阶上，得到U型弯波导。

有益效果

本发明采用的先将原来由特制专用波导管加工的U型弯波导，由两种不同厚度的防锈铝合金板材经过各自不同的铣削加工和钳工的抛光加工过程后，再通过铝钎焊焊接将其将其合二为一的加工方法，就是将原来采用的较为复杂和漫长的加工方法，变成了易于普通操作者进行的加工方法，直接降低对操作者加工技术技能和加工经验方面的要求，便于批量生产加工电磁波雷达中所用的U型弯波导。其从根本上解决了原来所采用厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的加工方法，即在厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的加工过程中时，往往因加工方法选用的不合理，使得操作者在加工过程中难以保证U型弯波导内腔和外表面的表面粗糙度的加工质量问题。而采用本发明的加工方法，确保达到了厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导加工合格率为100％的质量目标，同时单个厘米波或毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导，就不需要特制专用的波导管就可以轻易地加工出高质量的U型弯波导，可以大幅度提高了厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的加工效率。因此上，为电磁波雷达提高其战时维修和维护提供了有益的支持。因此上，采用本发明的加工技术方案，最终达到了最大限度地减少使用者的使用难度和降低使费用的目的。

采用本发明的加工技术方案，解决了原来那种只能依靠特制专用的波导管毛坯这种既难以保证厘米波或毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的内腔和外表面的加工精度和表面粗糙度的问题；又彻底摆脱企事业单位研发、制造厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型波导管必须使用特制专用波导管的限制，并可以保证加工厘米波、毫米波之电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导合格率为100％的质量目标，同时，解决了在其整个加工过程中还因加工质量问题致使生产效率低下等诸多问题，并且很好地完成了厘米波、毫米波之电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导高质量和高效率的加工。

附图说明

图1 U型弯波导外形图

图2工艺图1

图3工艺图2

图4工艺图3

图5工艺图4

图6加工工装附图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

对电磁波雷达中所用的U型弯波导进行加工时必须解决下列问题：既要满足电磁波雷达中所用的U型弯波导最终的加工精度和表面粗糙度，即电磁波雷达中所用的U型弯波导内腔的表面粗糙度为1.6um，与之焊接的铝合金板料的表面粗糙度亦为1.6um，同时还必须保证本发明选择的加工方法能保质保量、高效率地完成加工。本发明采用的技术方法是：将特制专用的波导管毛坯材料替换为用厚度不同的铝合金板材经过铣削加工和焊接加工而成U型弯波导毛坯件，使得原来采用钳工在加工U型波导管时，长期无法解决的U型波导管在弯曲加工过程中出现的加工质量问题得到彻底解决。本发明例中的U型弯波导管就是采用LF21两种不同厚度的防锈铝合金板材，其一，铝合金板材的外形尺寸为：≠12mm×85mm×85mm，其中≠为厚度，用数控铣床对该U型弯波导的U形槽(波导腔)进行加工，在铣削加工过程中，铣工按加工工艺要求，先对U型弯波导管进行粗加工，加工工序如下：选用Hi-V560M高速加工中心，同时选定φ10mm硬质合金铣刀，以转速22000转/分；进给速度5000mm/分，切削深度0.8mm，且对零件底面、侧面均保留0.03mm精加工余量完成粗加工。精加工工序如下：使用同一把刀具，以转速23000转/分；进给速度3000mm/分，切削深度依照型腔尺寸一次加工成形，保证U型弯波导管所有加工尺寸和精度，即保证波导腔7.9mm±0.03mm×15.8mm±0.03mm，同时保证R17.9mm，40mm±0.1，确保表面粗糙度为1.6um。在此之后，铣工完成U型腔体的外形尺寸45.3mm±0.1mm、58.8mm、21.2mm的铣削加工工序。参见图1U型弯波导外形图，图2工艺图1。然后采用同样的加工方法铣削一个中间设有与待加工的U型弯波导外部尺寸一致的U型槽的工装：将一块LF21防锈铝合金板材放置于Hi-V560M高速加工中心的台虎钳上紧固，对板材的四个侧面进行绕行铣削使四个侧面相对的垂直度为⊥0.01mm和两个相对面的平行度为∥0.01mm，对上表面进行铣削使得粗糙度为1.6μm，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，铣削一个与待加工的U型弯波导外部尺寸一致的U型槽，将该LF21防锈铝合金板材作为工装。参见图3工艺图2。其二铝合金板材的加工外形尺寸为≠1.5mm×78mm×65mm，即铣削≠1.5mm×78mm×65mm中的外形尺寸为≠1.5mm×73mm×60mm。由钳工将该铝合金板材的其中一面手工抛光至1.6um，就完成了U型弯波导腔体盖板的加工。在完成两种不同厚度铝合金板材的上述加工尺寸后，由焊工将这两种不同厚度的铝合金板材进行铝钎焊焊接加工，完成铝钎焊加工后，再由铣工铣削出U型弯波导的外形轮廓并同时达到设计要求的外形尺寸加工精度，这就是将两种不同厚度的防锈铝合金板材通过铝钎焊将其合二为一的加工技术方案。在完成对其合二为一的铝钎焊焊接后，由操作者将U型弯波导放入工装内，去除上≠1.5mm铝合金板材的多余部分，确保与U形腔体外形完全吻合。之后对法兰盘焊接槽口进行加工，保证尺寸：×6.5mm±0.1。加工好后，再由焊工将法兰盘焊接好，最后由操作者根据所加工的U型弯波导外形尺寸的要求，将焊接了法兰盘的U型弯波导放入到工装中，利用机床精密虎钳夹持，在Hi-V560M高速加工中心上，完成U型弯波导高度43.3mm的加工，同时保证法兰盘厚度≠4.5mm尺寸。这样就完成了整个U型弯波导的加工过程。参见图4工艺图3，图5工艺图4。采用这种加工方法所取得的厘米波、毫米波之电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导加工精度和内腔表面粗糙度等数据均得到了设计和检验的认可。

本发明所采用的厘米波、毫米波之电磁波雷达中馈线系统和馈源系统所用的U型弯波导由厚度不同的铝合金板材分别加工，通过铝钎焊加工，且而后将其通过铣削U型弯波导外形轮廓和铝钎焊焊接法兰盘的加工方法，以及最终的该U型弯波导的电气性能测试指标均得到了设计师系统的认可。

本发明采用的是先分别加工两种不同厚度的防锈铝合金板材，在完成其高精度和高表面粗糙度加工后，再将其通过铝钎焊焊接为合二为一的U型弯波导的加工方法。操作者先加工出U型弯波导的U型零件，再加工U型零件的焊接盖板。并通过铝钎焊将两种不同厚度的防锈铝合金板材焊接为合二为一的U型弯波导毛坯后，在此基础上铣削出U型弯波导上焊接法兰盘的槽口，与此同时由铣工按照设计要求铣削出U型弯波导的外形轮廓。由焊工将法兰盘焊接在法兰盘槽口上，再由铣工采用自制的嵌入式工装将该毛坯镶嵌到工装中，将其装夹在铣床精密虎钳上，然后按设计师所要求的加工精度和表面粗糙度对法兰盘进行铣削，同时保证法兰盘与U型弯波导的平行度0.02mm、垂直度0.05mm的铣削加工过程。最终将U型弯波导的高度尺寸加工到设计所要求的电磁波雷达U型弯波导高度43.3mm后，同时保证U型弯波导法兰盘厚度4.5mm尺寸，就完成了本发明中的电磁波雷达中所用的U型弯波导的全部加工过程。

本发明中采用的将厚度不同的防锈铝合金板材合二为一的加工方法，主要用于厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的快速加工。且在厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导高精度、高质量的整个加工过程中，即能很好地满足各企事业单位预研、研制和大批量生产过程中对厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的需要，同时也减少了各企事业单位在其预研、研制和大批量生产过程中对特制专用波导管的刚性需求，同时还做到了有效地降低了在其整个加工过程中的各种支出，也同步提高了厘米波、毫米波之电磁波雷达中所用的U型弯波导的加工效率。且能在最大限度提高研发、生产和制造厘米波、毫米波之电磁波雷达的企事业单位经济效益的同时，这对于提高研发、生产和制造厘米波、毫米波之电磁波雷达的企事业单位的市场竞争力均有很大的益处。

Claims (1)

1.一种U型弯波导加工的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将一块LF21防锈铝合金板材放置于Hi-V560M高速加工中心的台虎钳上紧固，对板材的四个侧面进行绕行铣削使四个侧面相对的垂直度为⊥0.01mm和两个相对面的平行度为∥0.01mm，对上表面进行铣削使得粗糙度为1.6μm，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，铣削一个与待加工的U型弯波导外部尺寸一致的U型槽，将该LF21防锈铝合金板材作为工装；

步骤2：将另一块LF21防锈铝合金板材放置于Hi-V560M高速加工中心的台虎钳上并紧固，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，铣削一个U型弯波导的U型腔，U型腔的底面、侧面均保留0.03mm精加工余量；然后再选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速23000转/分、进给速度3000mm/分、切削深度0.8mm，将保留的0.03mm余量铣削掉，使得表面粗糙度为1.6μm；

步骤3：在U型弯波导的U型腔上钎焊一块单面抛光的LF21防锈铝合金板材，将整个焊接后的U型弯波导的U型腔放置于步骤1的工装的U型槽内，选定φ10mm硬质合金铣刀，设置转速22000转/分、进给速度5000mm/分、切削深度0.8mm，将焊接在U型弯波导的U型腔上的单面抛光的LF21防锈铝合金板材铣削至与U型弯波导外形尺寸一致；

步骤4：在U型弯波导的型腔的两个端口上加工一个用于焊接法兰盘的台阶，将法兰盘焊接在台阶上，得到U型弯波导。