一種螺旋線外圓磨加工方法
2023-04-30 21:28:21
專利名稱：一種螺旋線外圓磨加工方法
技術領域：
本發明屬於微波電真空領域，涉及行波管的慢波組件中螺旋線加工方法，尤其涉及一種螺旋線外圓磨加工方法。
背景技術：
在微波領域中，行波管是將帶寬與增益結合最好的器件，其中螺旋線行波管應用最為廣泛。螺旋線行波管的高頻電路一般是一根螺旋線型金屬絲或者金屬帶，由三根或更多介質杆夾持並固定在金屬管殼內。螺旋線型金屬絲的基本作用提供一個軸向傳播速度接近電子運動速度並具有足夠強的軸向電場的高頻電磁波，使電磁波與電子注相互作用使信號得到放大。金屬絲被稱做為螺旋線，為高頻能量與和電子束能量交換和高頻能量傳輸的載體，金屬絲材料一般為帶狀結構，在行波管內部使用時為彈簧狀，具有一定的內外徑和一定的節距。螺旋線內外徑尺寸比較小，外徑由帶材的厚度決定，一般隨工作頻率的增大呈遞減趨勢，且精度要求高，是影響行波管主要參數的關鍵部件。螺旋線材料通過特製的車床繞制在芯杆上，繞制結束後芯杆和螺旋線繞製成整體，然後進行後續的熱處理、機械處理和化學處理，在這些後續的處理中螺旋線一直固定在芯杆上，保持繞制時的節距，在處理結束後取下芯杆，螺旋線就製作結束。在螺旋線的機械加工中，最重要的就是對螺旋線外徑的加工。螺旋線在繞制過程帶狀的螺旋線材料在芯杆上形成一定節距的螺旋狀，材料的外表面由於受力不均勻發生一定扭曲現象，造成繞制後的外表面存在毛刺、起皮、凹坑、分層等現象，對其表面光潔度造成一定的影響，嚴重增大了微波在傳輸過程的損耗，進而降低了行波管的互作用效率。故需要對其外表面進行加工，提高光潔度。同時螺旋線在裝配過程中隊內徑、外徑和厚度等尺寸都有很高的精度要求，繞制定形後的螺旋線表面質量差，同時形成後的外徑精度低，也需要進行外徑加工。在慢波系統裝配過程中，還需要考慮慢波組件中的散熱問題，因為慢波系統傳輸大功率的輸出，同時內部的高能電子束截獲到螺旋線內部形成大量的熱量，如果熱量散不出去會導致內部結構發生變化甚至燒毀慢波結構，這樣對螺旋線的外徑也有一定的平證度要求，這樣才能夠降低裝配時的熱阻，增加慢波系統的散熱。以上可見螺旋線外徑加工的重要性，但是螺旋線本身特點為節距精度高、截面尺寸小，易變形，很難進行機械加工。常規的機械加工由於切削力過大等因素會導致螺旋線節距發生變化甚至內外徑的變化，致使螺旋線變差甚至報廢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是如何保證螺旋線在進行外徑加工時，即保證節距精度不發生變化，又完成外徑尺寸的加工和提高外徑方向的表面光潔度。有鑑於此，有必要提供一種螺旋線外圓磨加工方法，通過控制磨床的轉速、磨加工進給方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的數量等，完成螺旋線的外徑進行加工。本發明是這樣實現的，一種螺旋線外圓磨加工方法，其包括以下步驟
調節磨床狀態，該磨床的轉速為80-120轉/分，該磨床的導輪在進行磨加工前相對導輪零刻度線偏轉1.5° ；粗磨，將帶芯杆的螺旋線放置在該磨床的導軌上，每次切削後，該螺旋線的待切削部位已經去除，並在該螺旋線的外表面形成新鮮的切削麵，然後在進給的一側螺旋線不 連續處去除切削後毛刺，每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向，每次的切削量為O. 01mm，磨削到剩餘尺寸為O. 02mm時停止磨削；精磨，每次的切削量為O. 005mm,每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向。作為上述方案的進一步改進，在粗磨之前還包括以下步驟磨砂輪，在每次磨加工前，採用金剛筆磨快該磨床的砂輪和導輪，修復該砂輪和該導輪的表面質量。優選地，在粗磨與精磨之間還包括以下步驟用金剛筆對該磨床的砂輪和導輪進行修復表面。作為上述方案的進一步改進，該螺旋線外圓磨加工方法還包括以下步驟分組包裝，加工後對螺旋線的外徑表面質量進行檢測，對外徑尺寸進行按組分類，然後進行包裝作為上述方案的進一步改進，該螺旋線外圓磨加工方法還包括以下步驟包裝後送到後續工序中，在2小時內進行油封防止氧化。作為上述方案的進一步改進，該螺旋線外圓磨加工方法還包括以下步驟整個操作過程中恆定保持螺旋線節距。作為上述方案的進一步改進，該螺旋線外圓磨加工方法還包括以下步驟在磨加工後、測量外徑前，用白棉布蘸酒精順著螺旋線旋轉方向輕輕擦拭螺旋線表面。作為上述方案的進一步改進,該磨床為無心磨床。作為上述方案的進一步改進，該螺旋線呈彈性螺旋狀結構。本發明的螺旋線外圓磨加工方法，將已定形的和螺旋線和內部芯杆一起進行加工，同時控制磨床的轉速、磨加工進給方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的數量等，完成螺旋線的外徑進行加工，保證外徑尺寸滿足設計要求，提高外徑方向的表面光潔度，同時保證螺旋線的節距不會發生變化。
圖I是螺旋線磨加工前的結構示意圖；圖2是利用本發明實施方式提供的螺旋線外圓磨加工方法進行螺旋線磨加工時的結構不意圖；圖3是圖2中螺旋線磨加工時局部放大的結構示意圖。主要符號說明螺旋線I、芯杆2、螺旋線已切削部位3、切削麵4、切削後毛刺5。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明的特徵是一種螺旋線外圓磨加工方法，主要是通過控制磨床的轉速、磨加工進給方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的數量等，完成螺旋線外徑加工。其中磨床的轉速控制在一定範圍內，保證磨床砂輪的切削力不至於過大，避免對螺旋線外徑方向的破壞式影響，同時為保持螺旋線在磨床磨削方向的進給，對磨床的導輪方向進行調節。磨加工時，進給方向需根據切削的次數進行變化，避免同方向的進給對螺旋線材料單方面受力，同時單方面進給毛刺過大，難以進行去除。控制磨加工的切削量，可以有效的控制每次切削對螺旋線受力，避免造成節距的變化。控制每批次加工的數量，可以對磨加工時砂輪、導輪的狀態進行控制，避免多次加工對狀態發生改變，造成不必要的浪費。以某具體管型螺旋線為例，具體實施步驟如下螺旋線磨加工前的結構示意圖如圖I所示，其中螺旋線I和芯杆2經定形處理後為一整體，如果沒有內部的芯杆結構，螺旋線I為彈性螺旋狀結構，無法進行磨削加工，芯杆2主要支撐螺旋線1，保證螺旋線I的節距、外徑等方向上無法移動，在此進行強調說明。在進行磨削加工，先對每批次的加工數量進行說明，加工過程中螺旋線I的外進行磨削，由於力的作用是相互的，也會對砂輪、導輪的表面有所影響，所以需要批次加工的數量進行規定。故在此規定當數量大於20個時，以20個螺旋線I為一批次進行加工；當數量小於20個時，作為一個批次進行加工。具體工藝如下I.調節磨床狀態，磨床類型為無心磨床，磨床的轉速為80-120轉/分，導輪在進行磨加工前相對導輪零刻度線偏轉I. 5°。2.磨砂輪，每次磨加工前，採用金剛筆磨快砂輪和導輪，修復其表面質量。3.粗磨，將帶芯杆的螺旋線I放置在無心磨床的導軌上，每次進給的切削量為O. 01mm。螺旋線I在磨削時的結構示意圖如圖2和圖3。每次切削後，螺旋線I已切削部位3已經去除掉，在螺旋線I的外表面形成新鮮的切削麵4，然後在進給的一側螺旋線I不連續處去除切削後毛刺5。每批次螺旋線I進行一次磨加工後改變進給方向。每次的切削量為O. 01mm。磨削到剩餘尺寸為O. 02mm時停止磨削。4.精磨，當剩餘尺寸為O. 02mm時，開始進行精磨。首先再次用金剛筆對砂輪和導輪進行修復表面。然後進行磨削，每次的切削量為O. 005mm。每批次螺旋線I進行一次磨加工後改變進給方向。5.加工後對螺旋線I的外徑表面質量進行檢測，對外徑尺寸進行按組分類，然後進行包裝。包裝後送到後續工序中，在2小時內進行油封防止氧化。其中在操作中注意事項操作過程中不能碰亂螺旋線I的節距。磨加工後測量外徑前，要用白棉布蘸酒精順著螺旋線I旋轉方向輕輕擦拭螺旋線I表面。這樣螺旋線I外徑就加工完成。該方法可以將螺旋線I的外徑尺寸精度控制在O. 005mm以內，光潔度達到▽▽ 8以上的精度，同時在加工過程中不會影響已定形螺旋線I的節距。本發明螺旋線外圓磨加工方法的優點在於I.可滿足螺旋線I外徑光潔度的要求；2.可以滿足螺旋線I外徑尺寸加工的要求；3.在加工過程中不會影響已定形螺旋線I的節距。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，其包括以下步驟 調節磨床狀態，該磨床的轉速為80-120轉/分，該磨床的導輪在進行磨加工前相對導輪零刻度線偏轉I. 5° ； 粗磨，將帶芯杆的螺旋線放置在該磨床的導軌上，每次切削後，該螺旋線的待切削部位已經去除，並在該螺旋線的外表面形成新鮮的切削麵，然後在進給的一側螺旋線不連續處去除切削後毛刺，每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向，每次的切削量為O. Olmm,磨削到剩餘尺寸為O. 02mm時停止磨削； 精磨，每次的切削量為O. 005mm，每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向。
2.如權利要求I所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，在粗磨之前還包括以下步驟磨砂輪，在每次磨加工前，採用金剛筆磨快該磨床的砂輪和導輪，修復該砂輪和該導輪的表面質量。
3.如權利要求I或2所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，在粗磨與精磨之間還包括以下步驟用金剛筆對該磨床的砂輪和導輪進行修復表面。
4.如權利要求I所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，其還包括以下步驟分組包裝，加工後對螺旋線的外徑表面質量進行檢測，對外徑尺寸進行按組分類，然後進行包裝。
5.如權利要求4所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，其還包括以下步驟包裝後送到後續工序中，在2小時內進行油封防止氧化。
6.如權利要求I所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，其還包括以下步驟整個操作過程中恆定保持螺旋線節距。
7.如權利要求I或6所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，其還包括以下步驟在磨加工後、測量外徑前，用白棉布蘸酒精順著螺旋線旋轉方向輕輕擦拭螺旋線表面。
8.如權利要求I所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，該磨床為無心磨床。
9.如權利要求I所述的螺旋線外圓磨加工方法，其特徵在於，該螺旋線呈彈性螺旋狀結構。
全文摘要
本發明公開了一種螺旋線外圓磨加工方法，其包括以下步驟調節磨床狀態，磨床的轉速為80-120轉/分，磨床的導輪在進行磨加工前相對導輪零刻度線偏轉1.5℃；磨砂輪；粗磨，將帶芯杆的螺旋線放置在磨床的導軌上，每次切削後，螺旋線的待切削部位已去除，並在外表面形成新鮮的切削麵，然後在進給的一側螺旋線不連續處去除切削後毛刺，每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向，每次的切削量為0.01mm，磨削到剩餘尺寸為0.02mm時停止磨削；精磨，每次的切削量為0.005mm，每批次螺旋線進行一次磨加工後改變進給方向。本發明的優點在於滿足螺旋線外徑光潔度、外徑尺寸加工的要求；不會影響已定形螺旋線的節距。
文檔編號B24B5/22GK102922379SQ20121040580
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者吳華夏, 張文丙, 趙豔珩, 朱剛, 白衛星, 王鵬康, 劉志意, 張麗 申請人:安徽華東光電技術研究所