CN109004339A - 螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装及其制作工艺，制作工装包括圆筒型模具；所述圆筒型模具由若干个可分离的外圆弧面状瓣模沿圆周方向围绕构成，外圆弧面状瓣模外表面均设有屏蔽管安装槽，各外圆弧面状瓣模的屏蔽管安装槽组合后，构成若干条均布于圆筒型模具外表面螺旋环绕的螺线型槽，螺线型槽上设有屏蔽管固定装置，外圆弧面状瓣模内表面之间设有将各外圆弧面状瓣模连接为一体的组合连接件；制作工艺包括填充屏蔽管等步骤。本发明利用组合式圆筒型模具的结构设计，有效的解决了螺线型法拉第屏蔽在模具上焊接完端部限制器后脱模的问题。集成型、退火、焊接工装于一体，控制螺线型形状方便，使螺线型法拉第屏蔽制作很容易实现。
Description
技术领域
本发明涉及法拉第屏蔽加工设备技术领域，具体涉及一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装及其制作工艺。
背景技术
螺旋天线是天线的一种, 可以收发空间中旋转的偏振电磁信号。随着对等离子体研究和应用的越来越广泛，特别是螺旋波等离子体源被发现以后，各种螺旋波天线开始应用于等离子体源中。而专门应用于制造与形状复杂的螺旋波天线相匹配的法拉第屏蔽的工艺还没有，尤其是因为其物理特性，法拉第屏蔽需与螺旋波天线高度匹配，导致螺旋波天线的法拉第屏蔽的制造难度较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种制造方便、结构可靠、成型效果好的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装及其制作工艺。
一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，包括圆筒型模具；所述圆筒型模具由若干个可分离的外圆弧面状瓣模沿圆周方向围绕构成，外圆弧面状瓣模外表面均设有屏蔽管安装槽，各外圆弧面状瓣模的屏蔽管安装槽组合后，构成若干条均布于圆筒型模具外表面螺旋环绕的螺线型槽，螺线型槽上设有屏蔽管固定装置，外圆弧面状瓣模内表面之间设有将各外圆弧面状瓣模连接为一体的组合连接件。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述外圆弧面状瓣模为三个，相邻的外圆弧面状瓣模长边之间构成间隙。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述屏蔽管固定装置包括位于螺线型槽宽度方向两侧的挡块，以及跨设在挡块上的压块，压块通过紧固螺栓固设于挡块顶部，螺线型槽、挡块与压块之间构成与屏蔽管相适配的固定腔体。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述圆筒型模具的端部沿圆周方向上设有等高块。
作为对上述技术方案的进一步描述：
所述组合连接件包括法兰盘，各个外圆弧面状瓣模内表面设有筋板，筋板上开设有螺栓孔，法兰盘与螺栓孔通过螺栓紧固连接。
一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，使用上述螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装进行法拉第屏蔽的制造，包括以下步骤：
（1）、填充屏蔽管：在屏蔽管内填满填充物，并进行密封；
（2）、制作预弯模具：预弯模具包括圆筒模，圆筒模的直径略小于制作工装的圆筒型模具；
（3）、屏蔽管加热预弯：将屏蔽管按制作工装上的螺线型槽走线方式，在圆筒模上进行加热预弯；
（4）、二次成型：将加热预弯后的屏蔽管沿制作工装上的螺线型槽进行环绕，并通过屏蔽管固定装置将螺线型屏蔽管限位在螺线型槽中；
（5）、取出屏蔽管内的填充物；
（6）、平整端面：平整圆筒型模具两端的屏蔽管到指定长度；
（7）、清洗；
（8）、退火；
（9）、焊接：与法拉第屏蔽中的限制器进行焊接；
（10）、拆卸：将法拉第屏蔽的制作工装拆卸取出，即可完成螺旋波天线的法拉第屏蔽的制造。
作为对上述技术方案的进一步描述：
步骤（1）中的填充物为沙子。
作为对上述技术方案的进一步描述：
步骤（2）中的圆筒模直径比制作工装的圆筒型模具小10mm。
作为对上述技术方案的进一步描述：
步骤（3）中的圆筒模沿屏蔽管走线方向，每隔5mm设有定位压紧装置。
作为对上述技术方案的进一步描述：
步骤（8）中的加热预弯具体过程为，沿着屏蔽管走线方向，利用定位压紧装置将屏蔽管进行依次固定，一人持乙炔枪从此端开始移动均匀加热，另一人持管另外一端施加预弯力，使屏蔽管滑靠在圆筒模上。
本发明结构简单，使用方便，利用组合式圆筒型模具的结构设计，有效的解决了螺线型法拉第屏蔽在模具上焊接完端部限制器之后，脱模的问题。
本发明所述的工艺集成型、退火、焊接工装于一体，控制螺线型形状方便、结构可靠，使螺线型法拉第屏蔽制作很容易实现。
通过利用在屏蔽管内填满填充物后均匀加热预弯的工艺，有效解决了法拉第屏蔽的屏蔽管在成型螺线型时，容易扁的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的使用状态示意图。
图例说明：
1、圆筒型模具；2、外圆弧面状瓣模；3、屏蔽管安装槽； 4、螺线型槽； 5、屏蔽管固定装置；51、挡块；52、压块；53、紧固螺栓； 6、组合连接件； 7、限制器； 8、屏蔽管； 9、等高块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1，本发明提供的一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，包括圆筒型模具1，圆筒型模具1由若干个可分离的外圆弧面状瓣模2沿圆周方向围绕构成，外圆弧面状瓣模2外表面均设有屏蔽管安装槽3，各外圆弧面状瓣模2的屏蔽管安装槽3组合后，构成若干条均布于圆筒型模具1外表面螺旋环绕的螺线型槽4，螺线型槽4上设有屏蔽管固定装置5，外圆弧面状瓣模2内表面之间设有将各外圆弧面状瓣模2连接为一体的组合连接件6。
使用时，如图2所示，首先需根据不同尺寸的法拉第屏蔽，选择相对的圆筒型模具1（法拉第屏蔽中的限制器7内圆与圆筒型模具1直径相适配，法拉第屏蔽中螺线型的屏蔽管8与螺线型槽4相适配）；之后，将多条加热预弯后的螺线型屏蔽管8沿各个螺线型槽4进行环绕（此时组合连接件6将各外圆弧面状瓣模2连接为一体），再通过屏蔽管固定装置5将螺线型屏蔽管8限位在螺线型槽4中，之后将螺线型屏蔽管8与两侧的限制器7相焊接，焊接完成后，拆卸掉组合连接件6，圆筒型模具1分离为各个外圆弧面状瓣模2，依次将各个外圆弧面状瓣模2从成型后的法拉第屏蔽中取出，再拆卸掉螺线型槽4上的屏蔽管固定装置5，便可完成螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作。
本实施例中，外圆弧面状瓣模2为三个，相邻的外圆弧面状瓣模2长边之间构成间隙。目的在于，三个外圆弧面状瓣模2的设置，方便制造及组合装配，配合之间间隙的设置，便于从成型后的法拉第屏蔽中进行拆卸取出。可以预见的是，采用二个、四个或多个外圆弧面状瓣模2均可实现本发明的功能，不采用间隙设置，虽增加拆卸及取出的难度，也不影响本发明的功能的实现。
本实施例中，屏蔽管固定装置5包括位于螺线型槽4宽度方向两侧的挡块51，以及跨设在挡块51上的压块52，压块52通过紧固螺栓53固设于挡块51顶部，螺线型槽4、挡块51与压块52之间构成与屏蔽管相适配的固定腔体。目的在于，采用该种固定装置的设计，不仅能够将屏蔽管稳定的固定在螺线型槽4中，保证良好的成型效果，而且具有拆装方便的优势。
本实施例中，圆筒型模具1的端部沿圆周方向上设有等高块9。等高块9可采用不锈钢块制成，焊接螺线型屏蔽管8和限制器7时，需要焊接空间而且需要装配限位，在焊接时，通过改变等高块9的装卡位置，可以实现以上要求。可以预见的是，采用其他结构或者设计的限位方式也可实现空间要求，确保限制器7端面与焊接螺线型屏蔽管8轴线垂直的情况下，焊接在一起即可。
本实施例中，组合连接件6包括法兰盘，各个外圆弧面状瓣模2内表面设有筋板，筋板上开设有螺栓孔，法兰盘与螺栓孔通过螺栓紧固连接。该种组合连接件的设计目的在于，利用法兰盘与螺栓对各个外圆弧面状瓣模2进行连接后，不仅具有拆装方便的优势，也能够确保圆筒型模具1在组装完成后的整体圆度，确保法拉第屏蔽的成型质量。
一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，使用上述螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装进行法拉第屏蔽的制造，包括以下步骤：
（1）、填充屏蔽管：在屏蔽管8内填满填充物，并进行密封；
（2）、制作预弯模具：预弯模具包括圆筒模，圆筒模的直径略小于制作工装的圆筒型模具1；
（3）、屏蔽管加热预弯：将屏蔽管8按制作工装上的螺线型槽4走线方式，在圆筒模上进行加热预弯；
（4）、二次成型：将加热预弯后的屏蔽管沿制作工装上的螺线型槽4进行环绕，并通过屏蔽管固定装置5将螺线型屏蔽管8限位在螺线型槽4中；
（5）、取出屏蔽管8内的填充物；
（6）、平整端面：平整圆筒型模具1两端的屏蔽管8到指定长度；
（7）、清洗；
（8）、退火；
（9）、焊接：与法拉第屏蔽中的限制器7进行焊接；
（10）、拆卸：将法拉第屏蔽的制作工装拆卸取出，即可完成螺旋波天线的法拉第屏蔽的制造。
本实施例中，步骤（1）中的填充物为沙子。可以预见的是，也可以采用密封其他具有填充和一定硬度的填充材质，保证屏蔽管8在弯制时，受外力的作用下不扁即可。
本实施例中，步骤（2）中的圆筒模直径比制作工装的圆筒型模具1小10mm。
本实施例中，步骤（3）中的圆筒模沿屏蔽管8走线方向，每隔5mm设有定位压紧装置。其加热预弯过程为，沿着屏蔽管8走线方向，利用定位压紧装置将屏蔽管8进行依次固定，一人持乙炔枪从此端开始移动均匀加热，另一人持管另外一端施加预弯力，使屏蔽管8滑靠在圆筒模上。
本实施例中，步骤（7）中的清洗方式，为采用超声清洗。
本实施例中，步骤（8）中的退火，为投入真空炉重进行900摄氏度的退火。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，包括圆筒型模具，其特征在于：所述圆筒型模具由若干个可分离的外圆弧面状瓣模沿圆周方向围绕构成，外圆弧面状瓣模外表面均设有屏蔽管安装槽，各外圆弧面状瓣模的屏蔽管安装槽组合后，构成若干条均布于圆筒型模具外表面螺旋环绕的螺线型槽，螺线型槽上设有屏蔽管固定装置，外圆弧面状瓣模内表面之间设有将各外圆弧面状瓣模连接为一体的组合连接件。
2.根据权利要求1所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，其特征在于：所述外圆弧面状瓣模为三个，相邻的外圆弧面状瓣模长边之间构成间隙。
3.根据权利要求1所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，其特征在于：所述屏蔽管固定装置包括位于螺线型槽宽度方向两侧的挡块，以及跨设在挡块上的压块，压块通过紧固螺栓固设于挡块顶部，螺线型槽、挡块与压块之间构成与屏蔽管相适配的固定腔体。
4.根据权利要求1、2或3所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，其特征在于：所述圆筒型模具的端部沿圆周方向上设有等高块。
5.根据权利要求1、2或3所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装，其特征在于：所述组合连接件包括法兰盘，各个外圆弧面状瓣模内表面设有筋板，筋板上开设有螺栓孔，法兰盘与螺栓孔通过螺栓紧固连接。
6.一种螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，使用如权利要求1-5所述螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工装进行法拉第屏蔽的制造，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、填充屏蔽管：在屏蔽管内填满填充物，并进行密封；
（2）、制作预弯模具：预弯模具包括圆筒模，圆筒模的直径略小于制作工装的圆筒型模具；
（3）、屏蔽管加热预弯：将屏蔽管按制作工装上的螺线型槽走线方式，在圆筒模上进行加热预弯；
（4）、二次成型：将加热预弯后的屏蔽管沿制作工装上的螺线型槽进行环绕，并通过屏蔽管固定装置将螺线型屏蔽管限位在螺线型槽中；
（5）、取出屏蔽管内的填充物；
（6）、平整端面：平整圆筒型模具两端的屏蔽管到指定长度；
（7）、清洗；
（8）、退火；
（9）、焊接：与法拉第屏蔽中的限制器进行焊接；
（10）、拆卸：将法拉第屏蔽的制作工装拆卸取出，即可完成螺旋波天线的法拉第屏蔽的制造。
7.根据权利要求6所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，其特征在于：步骤（1）中的填充物为沙子。
8.根据权利要求6所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，其特征在于：步骤（2）中的圆筒模直径比制作工装的圆筒型模具小10mm。
9.根据权利要求6所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，其特征在于：步骤（3）中的圆筒模沿屏蔽管走线方向，每隔5mm设有定位压紧装置。
10.根据权利要求9所述的螺旋波天线的法拉第屏蔽的制作工艺，其特征在于：步骤（8）中的加热预弯具体过程为，沿着屏蔽管走线方向，利用定位压紧装置将屏蔽管进行依次固定，一人持乙炔枪从此端开始移动均匀加热，另一人持管另外一端施加预弯力，使屏蔽管滑靠在圆筒模上。
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