CN109048426B - 波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法，属于机械加工设备领域，其通过设置由顶板、底板和侧板组成的框型机构，在顶板上依次开设定位槽、限位槽和加工孔，使得待加工的法兰可对应嵌入限位槽中，并以待加工的法兰面对正加工孔，再以定位槽中的限位组件实现法兰的紧固，从而实现波导器件法兰的定位装夹。本发明的定位装夹机构结构紧凑，操作便捷，法兰的装夹方法和扼流槽的加工方法简单，法兰定位、装夹的稳定性高，法兰不易在加工过程中发出偏移或者振动，提升了扼流槽的加工精度和加工效率，避免了可能出现的加工误差或者加工毛刺，减少了加工器械的变形和损坏，具有较好的使用价值和推广价值。

Description

波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法

技术领域

本发明属于机械加工设备领域，具体涉及波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法。

背景技术

在无线电通讯、雷达、导航等领域，矩形波导器件的应用十分广泛，其往往是由横截面为空心矩形、内壁光洁的金属管与法兰经焊接而成，是一种能够传送超高频电磁波，并以极小的损耗将脉冲信号传送到目的地的基本器件，根据结构形式的差异，往往可分为E弯波导、H弯波导、扭波导等，而根据元器件的工作波段，可分为微波波导器件、毫米波波导器件和亚毫米波波导器件等。

波导器件在应用过程中，往往需要多个器件对应连接使用，而相邻两波导器件的连接往往通过法兰的对应连接来实现，而法兰的连接又往往分为平法兰连接和扼流法兰连接，其中，前者是通过两平法兰直接连接的一种机械接触方法，往往具有结构简单、体积小、加工方便、频带宽等优点，但平法兰连接对接触表面的光洁度要求较高，否则接触不严易产生电磁辐射，因而往往适用于低功率宽频带的应用环境；而后者是通过在法兰的连接端面上开设一定尺寸的扼流槽，使得法兰连接时可在对接处形成电流波腹点，使得波导连接处即使接触不良也会有良好的电接触，特别适用于功率容量大，接触表面光洁度要求不高，但工作频带较窄的应用环境。

目前，波导器件中应用较多的是毫米波波导器件，其往往是通过扼流法兰连接，且结构尺寸较小，对应的法兰及法兰上的扼流槽尺寸也较小，因此，毫米波波导器件的加工难度较大。

一般而言，对于宽度0.4mm及以下，深度2.27mm及以上尺寸的扼流槽加工，由于车削刀具及加工精度所限，往往采用高速铣削加工，且通常情况下，波导器件往往采用先在法兰上加工扼流槽，再与金属管钎焊的加工方式，这种方式虽然能一定程度实现波导器件的加工，但往往不能保证零件形位及尺寸精度的要求；同时，由于加工扼流平面后，扼流槽口存在大量毛刺无法去除，影响扼流槽的正常工作；因此，为保证零件精度及使用要求，毫米波波导器件的扼流槽往往需焊后加工。但是，由于现有铣加工机床装夹空间及找正器件的结构限制，很难实现波导器件法兰的精确装夹，再加之零件尺寸过小，往往存在装夹不可靠、振动的现象，导致加工变形、刀具断裂或加工超差及报废，造成不必要的损失。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法，其中通过设置可稳定装夹波导器件法兰的顶板，有效实现了波导器件的稳定装夹，避免了扼流槽加工过程中法兰的移位，确保了扼流槽的加工精度。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种波导器件的法兰定位装夹机构，其特征在于，

包括平行设置的顶板和底板，两板之间通过两相对设置的侧板对应拼装连接成可容置波导器件的框体结构；

所述顶板正对所述底板的端面上开设有一定深度的定位槽，并在所述定位槽的槽底上对应开设有限位槽，所述限位槽对应波导器件端部的法兰设置，使得所述法兰可对应容置在该限位槽中，并以所述法兰待加工扼流槽的法兰面抵接所述限位槽的槽底；且

所述定位槽中对应所述法兰设置有若干限位组件，所述限位组件可抵接所述法兰背离所述法兰面的一侧端面，并将所述法兰压紧在所述限位槽中；以及

所述限位槽中同轴开设有贯穿所述顶板另一侧端面的加工孔，使得加工所述扼流槽的刀具可对应穿过该加工孔，并作用于所述法兰的待加工端面，继而完成所述扼流槽的加工。

作为本发明的进一步改进，所述限位槽和所述定位槽同轴设置，即所述限位槽的中线与所述定位槽的中线重合。

作为本发明的进一步改进，所述限位组件包括压板和锁定件，所述压板可以其一侧端部抵接所述法兰的端面，并由所述锁定件将其锁定。

作为本发明的进一步改进，所述压板为“L形”板体结构，其包括相互垂直设置的压紧端和锁定端，所述压紧端垂直于所述法兰的端面设置，其可抵接所述法兰的端面，所述锁定端平行于所述法兰的端面设置，且该锁定端上对应所述锁定件开设有通孔，相应地，在所述定位槽的槽底对应所述通孔开设有若干安装孔，所述锁定件可穿过所述通孔并匹配连接在对应的所述安装孔中。

作为本发明的进一步改进，所述顶板和两所述侧板之间通过若干连接件对应连接，所述连接件可自由拆卸，以实现所述顶板和两所述侧板的快速连接或分离。

作为本发明的进一步改进，所述限位槽为方形槽，相应地，所述法兰的外轮廓为方形。

作为本发明的进一步改进，所述限位槽的深度不大于所述法兰的厚度。

作为本发明的进一步改进，所述定位槽为方形槽。

本发明的另一个方面，提供一种波导器件的法兰扼流槽的铣加工方法，其利用所述的波导器件的法兰定位装夹机构和铣加工机床来实现，所述法兰定位装夹机构可对应固定在所述铣加工机床的加工平台上，且所述铣加工机床的加工刀具可对正所述法兰面并继而完成所述扼流槽的铣加工；

所述法兰的扼流槽加工步骤如下：

S1：将所述法兰定位装夹机构装配在所述铣加工机床上，调整所述顶板的水平；

S2：将待加工所述扼流槽的波导器件对应容置在所述定位槽中，并以若干所述限位组件将嵌入所述限位槽中的所述法兰紧固、定位；

S3：确定所述法兰的波导口中心，即确定所述法兰面的中心位置；

S4：控制所述加工刀具进刀，并完成所述扼流槽的铣加工。

作为本发明的进一步改进，所述波导器件在加工所述扼流槽前已完成所述法兰面的加工，即所述法兰的厚度已加工至需要的尺寸。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

（1）本发明的波导器件的法兰定位装夹机构，其通过设置由顶板、底板和侧板组成的框型装夹机构，在顶板上依次开设定位槽、限位槽和加工孔，使得待加工的法兰可对应嵌入限位槽中，并以待加工的法兰面对正加工孔，再以定位槽中的限位组件实现法兰的紧固，有效实现了波导器件法兰的定位装夹，避免了法兰在扼流槽的加工过程中出现偏移或者振动，减少了扼流槽的加工误差和加工刀具的变形、损坏，提升了加工的精度和效率；

（2）本发明的波导器件的法兰定位装夹机构，其通过设置由压板和锁定件组成的限位组件，有效实现了法兰在限位槽中的压紧、定位，限位组件的设置形式简单，操作便捷，限位的稳定性好，可靠性高，充分保证了扼流槽加工过程中法兰位置的准确性，减少了因法兰位移所导致的刀具损坏或者变形；

（3）本发明的波导器件的法兰定位装夹机构，其通过优选设置限位槽的形状和尺寸，使得法兰可刚好容置在限位槽中，避免了法兰在容置槽中的位移、振动，提升了加工的精度，简化了法兰的对位、固定过程，提升了扼流槽的加工效率；

（4）本发明的波导器件的法兰定位装夹机构，其通过将顶板设置为可与两侧板快速拆装的形式，并对应设置多个具有不同尺寸限位槽的顶板，可实现法兰定位装夹机构上顶板的快速更换，以及适应于各种规格、形式法兰的加工，大大提升法兰定位装夹机构的兼容性和适用范围，降低扼流槽的加工成本；

（5）本发明的波导器件的法兰扼流槽加工方法，其扼流槽的加工是在已完成法兰面加工法兰端面上进行，扼流槽加工完成后不需要再对法兰的端面进行端面加工，减少了扼流槽中可能形成的大量毛刺，保证了扼流槽功能的正常发挥，提升了波导器件的应用稳定性；

（6）本发明的波导器件的法兰定位装夹机构及法兰扼流槽的铣加工方法，其装夹机构的结构紧凑，操作便捷，法兰的装夹方法和扼流槽的加工方法简单，可直接用于完成钎焊的波导器件的扼流槽加工，法兰定位、装夹的稳定性和准确性高，不易在加工过程中发出偏移或者振动，提升了扼流槽的加工精度和加工效率，避免了传统加工过程中可能出现的加工误差或者加工毛刺，减少了加工器械的变形和损坏，保证了波导器件的正常使用，具有较好的使用价值和推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例中波导器件的法兰定位装夹机构的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中波导器件的法兰定位装夹机构的顶板与侧板示意图；

图3是本发明实施例中毫米波波导器件的整体结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.顶板，101.定位槽，102.限位槽，103.加工孔，104.安装孔；2.底板，3.侧板，4.限位组件，401.压板，402.锁定件；5.连接件，6.波导器件，601.法兰，602.金属管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明优选实施例中波导器件的法兰定位装夹机构，其基于现有的铣加工机床设置，以用来实现如图3中所示的波导器件6的法兰601上的扼流槽的加工，其中，法兰定位装夹机构包括顶板1、底板2和侧板3，顶板1和底板2分别为具有一定厚度且平行间隔设置的板体结构，侧板3优选为两块，各侧板分别对应连接顶板1和底板2，形成如图1中所示的框架结构，并在顶板1和底板2之间形成可容置波导器件6的容置空间。

进一步地，优选实施例中的顶板1正对底板2的端面上开设有一定尺寸的定位槽101，以用于波导器件6的待加工法兰601可对应容置在该定位槽101中，优选实施例中的定位槽101可进一步优选为方形槽结构，当然，定位槽101也可根据实际需要优选为别的形式，如圆形槽、椭圆形槽、或者多边形槽等；进一步地，在定位槽101的底面上对应法兰601同轴开设有一定深度的限位槽102，即其设置在定位槽101底面上的正中位置，限位槽102的底面平行于定位槽101的底面，当然，限位槽102也可偏离定位槽101的中心位置开设，即限位槽102的轴线不与定位槽101的轴线重合。

进一步具体地，优选实施例中的限位槽102对应法兰601的尺寸和轮廓设置，其优选设置为如图2中所示的方形槽结构，以对应法兰601的外部轮廓，且限位槽102的开设深度不大于法兰601的厚度，继而法兰601可对应嵌入限位槽102中以实现限位，嵌入限位槽102中的法兰601的待加工面抵接限位槽102的底面，法兰601的侧壁面抵接限位槽102的内周侧壁面，从而实现法兰601在限位槽102中的限位。

进一步地，在限位槽102中对应法兰601的待加工面同轴开设有贯穿顶板1另一侧端面的加工孔103，其尺寸对应扼流槽的开设尺寸设置，使得铣加工机床的铣刀可对应穿过该加工孔103并完成对应扼流槽的铣槽加工，优选实施例中的加工孔103为圆形通孔，当然，其也可根据实际需要设置为别的孔形，如方形孔、椭圆形孔等。

进一步地，在定位槽101中对应法兰601的定位装夹设置有若干限位组件4，以用于将定位在限位槽102中的法兰601装夹紧固，防止法兰601在扼流槽加工过程中发生位移和脱落；进一步具体地，优选实施例中的限位组件4包括压板401和锁定件402，其压板401可以端部/端面抵接法兰601背离待加工面的一侧端面，再由锁定件402将压板401锁定在定位槽101中，从而实现法兰601的稳定限位。

进一步优选地，优选实施例中的压板401为“L形”结构，其包括相互垂直的压紧端和锁定端，压紧端垂直于法兰601的端面设置，并可以其端部抵接法兰601的端面，而锁定端平行于法兰601的端面设置，且锁定端上开设有供锁定件402穿过的通孔，相应地，在限位槽102外周的定位槽101底面上对应锁定件402开设有安装孔104，继而锁定件402可穿过压板401上的通孔并对应匹配连接在安装孔104上，从而将压板401稳定设置在定位槽101中，并通过401上的压紧端端部将法兰601紧贴抵紧在限位槽102中，实现法兰601在限位槽102中的稳定装夹。

进一步优选地，定位槽101中对应法兰601设置的限位组件4为多个，例如附图2中所示的两个，或者为更多个，这可根据实际需要进行优选；相应地，开设在定位槽101底面上的安装孔104为绕限位槽102外周间隔开设的多个，如对应限位槽102的四个侧壁面分别开设有安装孔104，保证法兰601嵌入限位槽102中后可稳定装夹其中。

进一步优选地，两侧板3与顶板1之间可自由拆卸，使得顶板1在装夹法兰601时可从两侧板3上取下，以提升法兰601的装配效率，且可通过设置具有不同尺寸限位槽102和/或定位槽101的顶板，可实现不同尺寸波导器件6的法兰扼流槽加工，提升法兰定位装夹机构的兼容性和适应性，降低法兰扼流槽加工的成本；进一步地，优选实施例中的顶板1、底板2、侧板3的端面优选进行磨加工，且顶板1上的定位槽101、限位槽102优选在顶板1的端面磨削后进行加工，以保证加工后的槽底对应平行于顶板1的两侧端面，减少法兰定位装夹机构在机床上的水平调整，提高扼流槽的加工效率；进一步优选地，顶板1、底板2、和/或侧板3上开设有销孔，并对应设置有定位销，以保证各板之间拆装后可快速还原。

进一步具体地，顶板1开设有定位槽101的端面抵接两侧板3的侧端面，在顶板1上对应两侧板间隔开设有多个贯通两端面的第一连接孔，并在侧板3的侧端面上对应开设有第二连接孔，继而对应设置有连接件5，连接件5可穿过第一连接孔，并对应连接在第二连接孔中，从而实现顶板1和侧板3的固定连接，当顶板1需要与侧板3分离时，拧下各连接件5即可；当然，底板2也可与两侧板3之间通过若干连接件5对应连接，且顶板1和两侧板3之间也可通过别的形式对应连接，如卡扣、铰接的形式，既能实现顶板1与两侧板3的稳定连接，又能实现顶板1在特定时候与侧板3分离。

进一步地，利用上述所记载的法兰定位装夹机构可实现法兰扼流槽的加工，其加工步骤可优选如下所示：

S1：将法兰定位装夹机构对应装配在铣加工机床（优选实施例中为立式铣加工机床）上，法兰定位装夹机构的安装可优选借助安装压板或者通用机加工用虎钳，或者利用连接件5将底板2稳定安装在机床上的工位上；

S2：调整顶板1的水平，使得定位槽101/限位槽102的底面水平，进而保证法兰601的待加工面水平；

S3：取用完成钎焊和法兰面加工的波导器件6，优选实施例中的波导器件6为矩形波导器件，其已完成金属管602与法兰601的钎焊，且其需要加工扼流槽的待加工面也已完成法兰面加工，即法兰的厚度已加工至对应的尺寸，避免了扼流槽加工完成后再加工法兰面所引起的扼流槽中存在大量毛刺的情形；

S4：将法兰601对应嵌入顶板1上的限位槽102中，使得法兰的待加工面抵接限位槽102的底面，且法兰的内壁面抵接限位槽102的内周壁面，进而对应法兰601设置若干限位组件4，以压板401对应将法兰601压紧在限位槽102中，并以锁定件402锁定，从而完成法兰601在限位槽102中的装夹，优选实施例中限位组件4为相对设置的两个；

S5：确定法兰601波导口的中心，优选实施例中可采用探针的方式进行法兰601中心位置的确定，继而以该中心位置调整铣刀的位置，再控制铣刀对应进行扼流槽的加工；

S6：在完成扼流槽的加工后，取下各限位组件4，并将法兰601从限位槽102中取出，从而完成波导器件6的法兰扼流槽加工。

本发明中的法兰定位装夹机构，其结构紧凑，操作便捷，法兰的装夹方法和扼流槽的加工方法简单，可直接用于完成钎焊的波导器件的扼流槽加工，法兰的定位装夹简便，准确性高，法兰在加工过程中不易发出偏移或者振动，提升了扼流槽的加工精度和加工效率，避免了传统加工过程中可能出现的加工误差或者加工毛刺，减少了加工器械的变形和损坏，保证了波导器件的正常使用，具有较好的使用价值和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其利用法兰定位装夹机构和铣加工机床来实现，所述法兰定位装夹机构可对应固定在所述铣加工机床的加工平台上，且所述铣加工机床的加工刀具可对正法兰面并继而完成所述扼流槽的铣加工；

所述法兰定位装夹机构包括平行设置的顶板（1）和底板（2），两板之间通过两相对设置的侧板（3）对应拼装连接成可容置波导器件（6）的框体结构；所述顶板（1）正对所述底板（2）的端面上开设有一定深度的定位槽（101），并在所述定位槽（101）的槽底上对应开设有限位槽（102），所述限位槽（102）对应波导器件端部的法兰（601）设置，使得所述法兰（601）可对应容置在该限位槽（102）中，并以所述法兰（601）待加工扼流槽的法兰面抵接所述限位槽（102）的槽底；且所述定位槽（101）中对应所述法兰（601）设置有若干限位组件（4），所述限位组件（4）可抵接所述法兰（601）背离所述法兰面的一侧端面，并将所述法兰（601）压紧在所述限位槽（102）中；所述限位槽（102）中同轴开设有贯穿所述顶板（1）另一侧端面的加工孔（103），使得加工所述扼流槽的刀具可对应穿过该加工孔（103），并作用于所述法兰（601）的待加工端面；

所述法兰（601）的扼流槽加工步骤如下：

S1：将所述法兰定位装夹机构装配在所述铣加工机床上，调整所述顶板（1）的水平；

S2：将待加工所述扼流槽的波导器件对应容置在所述定位槽（101）中，并以若干所述限位组件（4）将嵌入所述限位槽（102）中的所述法兰（601）紧固、定位；

S3：确定所述法兰（601）的波导口中心，即确定所述法兰面的中心位置；

S4：控制所述加工刀具进刀，并完成所述扼流槽的铣加工。

2.根据权利要求1所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述限位槽（102）和所述定位槽（101）同轴设置，即所述限位槽（102）的中线与所述定位槽（101）的中线重合。

3.根据权利要求1所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述限位组件（4）包括压板（401）和锁定件（402），所述压板（401）可以其一侧端部抵接所述法兰（601）的端面，并由所述锁定件（402）将其锁定。

4.根据权利要求3所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述压板（401）为“L形”板体结构，其包括相互垂直设置的压紧端和锁定端，所述压紧端垂直于所述法兰（601）的端面设置，其可抵接所述法兰（601）的端面，所述锁定端平行于所述法兰（601）的端面设置，且该锁定端上对应所述锁定件（402）开设有通孔，相应地，在所述定位槽（101）的槽底对应所述通孔开设有若干安装孔（104），所述锁定件（402）可穿过所述通孔并匹配连接在对应的所述安装孔（104）中。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述顶板（1）和两所述侧板（3）之间通过若干连接件（5）对应连接，所述连接件（5）可自由拆卸，以实现所述顶板（1）和两所述侧板（3）的快速连接或分离。

6.根据权利要求1~4中任一项所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述限位槽（102）为方形槽，相应地，所述法兰（601）的外轮廓为方形。

7.根据权利要求1~4中任一项所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述限位槽（102）的深度不大于所述法兰（601）的厚度。

8.根据权利要求6所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述定位槽（101）为方形槽。

9.根据权利要求1所述的波导器件的法兰扼流槽铣加工方法，其中，所述波导器件（6）在加工所述扼流槽前已完成所述法兰面的加工，即所述法兰（601）的厚度已加工至需要的尺寸。

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