專(zhuān)利名稱(chēng)：多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工矩形截面鋁合金波導(dǎo)管的工藝方法，具體涉及一種新型多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法。屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
矩形截面鋁合金波導(dǎo)管是一種位于信號(hào)收發(fā)單元之間的波導(dǎo)物質(zhì)邊界裝置，是雷達(dá)、遙測(cè)、遙控和遠(yuǎn)距離通訊等領(lǐng)域用于收集或反射波導(dǎo)束的重要器件。當(dāng)今的雷達(dá)技術(shù)正在向更高的頻段發(fā)展，應(yīng)用毫米波技術(shù)研制高靈敏度雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)超低空探測(cè)和跟蹤目標(biāo)，使其具有分辨力高，抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)體積小，重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)。而矩形波導(dǎo)管是其關(guān)鍵零部件，因此矩形波導(dǎo)管的精密制造工藝成為研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。在各種規(guī)格的矩形波導(dǎo)管中，多道次拉拔變形強(qiáng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛采用，但普遍遇到的問(wèn)題是壁厚不均，偏心，表面橘皮，劃傷，粗糙等，其質(zhì)量問(wèn)題尤其是表面粗糙問(wèn)題長(zhǎng)期困擾該領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的成型工藝有三種一是多道次冷拉拔后化學(xué)拋光，光亮退火，電解研磨等，如研究高精度波導(dǎo)管已有近100年歷史的美國(guó)生產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備所用的高清潔不銹鋼管的方法管坯經(jīng)冷拔后進(jìn)行光亮退火，再電解研磨。但這種方法明顯具有環(huán)境污染、增加成本、降低效率等弊端。二是開(kāi)發(fā)效果更佳的潤(rùn)滑劑或磷化技術(shù)，改進(jìn)潤(rùn)滑方式。管坯與模具表面的接觸屬于高壓應(yīng)力狀態(tài)，此時(shí)很容易因潤(rùn)滑劑逃逸而形成“混合摩擦區(qū)”和干摩擦區(qū)“因此減少摩擦力可以減少模具磨損，提高制品表面質(zhì)量。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大部分廠家采用磷化-皂化的處理方法，多孔狀態(tài)的磷化膜吸附皂化液，干燥后進(jìn)行拉拔。但這種近固態(tài)的潤(rùn)滑膜在高壓應(yīng)力下很快逃逸而形成局部干摩擦區(qū)，又因?yàn)楦咚倮螘r(shí)由于變形及摩擦生熱而造成局部高溫，最終導(dǎo)致拉拔成形后的管材表面有劃痕及局部燒傷。三是從成形方式、變形規(guī)劃及模具等方面入手來(lái)實(shí)現(xiàn)多道次拉制的平滑性能，上世紀(jì)90年底，日本住友金屬公司采用帶臺(tái)階的芯頭的拔制法，研制出內(nèi)表面粗糙度RmaX<l μ m的半導(dǎo)體用高情節(jié)性BA II 不銹鋼管，該方法取代了光亮退火及電解研磨法，制造成本隨之降低很多，但可見(jiàn)技術(shù)資料幾乎沒(méi)有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)加工工藝中的缺陷，提出一種新型塑性成形工藝一滾式拉拔工藝，加工高質(zhì)量要求的矩形鋁合金波導(dǎo)管。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法，其特征在于，將圓形鋁合金波導(dǎo)管通過(guò)三道次滾式拉拔型孔變形為矩形波導(dǎo)管，管坯在拉拔過(guò)程中形狀緩慢變化，逐漸變形為矩形管材；其中，第一道次型孔由一組雙滾輪構(gòu)成，將圓管坯滾拔過(guò)渡為橢圓形；第二道次型孔為由帶流線型的滾動(dòng)模組成近似矩形，為利用帶流線型的滾動(dòng)模將橢圓形管滾拔過(guò)渡為近似矩形；第三道次型孔為由圓柱形滾輪構(gòu)成的矩形孔，該矩形孔中設(shè)有同軸的矩形固定芯頭與所述圓柱形滾輪配合拉拔將近似矩形管滾拔為矩形。進(jìn)一步，所述滾輪為柔性滾輪，例如橡膠、聚酯等；各道次型孔包括1 10組滾輪，根據(jù)所成型管材的截面形狀不同對(duì)滾輪的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)一步，所述第二道次是由帶矩形孔型的多組滾輪，通過(guò)改變輥?zhàn)由系目仔托螤詈驼{(diào)整輥?zhàn)又g的距離，獲得不同截面形狀的管材；其中，在同一個(gè)管坯軸截面上分布4個(gè)滾輪為一組，構(gòu)成了一個(gè)模孔工作表面，多組滾輪形成的孔型尺寸各不相同，這多個(gè)不連續(xù)的?？字g形成了一條流線，用以完成拉拔過(guò)程中從管坯的引入、定位到壓縮變形直至精軋定形的全過(guò)程；鋁合金波導(dǎo)管通過(guò)由傳動(dòng)的多組滾輪形成的孔型進(jìn)行拉伸，使管坯在拉拔過(guò)程中形狀變化緩慢進(jìn)行，逐漸形成近似矩形。在第二道次的滾拔過(guò)程中引入流函數(shù)以設(shè)計(jì)滾輪排布的流線，最終確定滾輪組的幾何型面形狀；
流線方程設(shè)計(jì)為設(shè)管的中心軸線方向?yàn)閥方向，在近似矩形截面內(nèi)垂直于長(zhǎng)邊的方向?yàn)棣品较?，另一個(gè)方向?yàn)棣址较颍?br> ①長(zhǎng)邊中點(diǎn)的曲面流線方程為
權(quán)利要求
1.多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法，其特征在于，將圓形鋁合金波導(dǎo)管通過(guò)三道次滾式拉拔型孔變形為矩形波導(dǎo)管，管坯在拉拔過(guò)程中形狀緩慢變化，逐漸變形為矩形管材；其中，第一道次型孔由一組雙滾輪構(gòu)成，將圓管坯滾拔過(guò)渡為橢圓形；第二道次型孔為由帶流線型的滾動(dòng)模組成近似矩形，利用帶流線型的滾動(dòng)模將橢圓形管滾拔過(guò)渡為近似矩形；第三道次型孔為由圓柱形滾輪構(gòu)成的矩形孔，該矩形孔中設(shè)有同軸的矩形固定芯頭與所述圓柱形滾輪配合拉拔將近似矩形管滾拔為矩形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法，其特征在于，所述滾輪為柔性滾輪，各道次型孔包括1 10組滾輪，根據(jù)所成型管材的截面形狀不同對(duì)滾輪的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法，其特征在于，所述第二道次型孔包括3 8組滾輪，通過(guò)改變輥?zhàn)由系目仔托螤詈驼{(diào)整輥?zhàn)又g的距離，獲得不同截面形狀的管材；其中，在同一個(gè)管坯軸截面上分布4個(gè)滾輪為一組，構(gòu)成了一個(gè)模孔工作表面，多組滾輪形成的孔型尺寸各不相同，這多個(gè)不連續(xù)的?？字g形成了一條流線，用以完成拉拔過(guò)程中從管坯的引入、定位到壓縮變形直至精軋定形的全過(guò)程；鋁合金波導(dǎo)管頭部被夾持裝置夾持和拉伸，整個(gè)管坯被帶動(dòng)通過(guò)多組滾輪形成的孔型，管還在拉拔過(guò)程中形狀變化緩慢進(jìn)行，逐漸形成近似矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形鋁合金波導(dǎo)管的方法，其特征在于，在第二道次的滾拔過(guò)程中引入流函數(shù)以設(shè)計(jì)滾輪排布的流線，最終確定滾輪組的幾何型面形狀；流線方程設(shè)計(jì)為設(shè)管的中心軸線方向?yàn)閥方向，在近似矩形截面內(nèi)垂直于長(zhǎng)邊的方向?yàn)棣品较?，另一個(gè)方向?yàn)棣址较颍虎匍L(zhǎng)邊中點(diǎn)的曲面流線方程為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多道次滾動(dòng)拉拔加工矩形截面管材的方法，該方法吸取了兩種常規(guī)變形工藝即軋制和拉拔的優(yōu)點(diǎn)而形成的一種新型塑性成形工藝。它利用帶孔型的多組滾輪軋制金屬，低成本的制造具有高精度形狀和尺寸及良好內(nèi)部質(zhì)量的鋁合金波導(dǎo)管。本發(fā)明采用柔性滾輪組替代了傳統(tǒng)模具，來(lái)成型矩形鋁合金波導(dǎo)管，并引入流函數(shù)法對(duì)滾輪所組成的三維型腔進(jìn)行光順化處理，以降低坯料變形過(guò)程中的接觸摩擦力，并提高了坯料變形過(guò)程的穩(wěn)定性。利用此種新型加工方法，金屬變形較固定模拉拔變形量大，拉拔力小，且可減少工序，降低了能耗，并且易于加工難變形的金屬。
文檔編號(hào)B21C37/06GK102284547SQ20111017127
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者張艷偉, 權(quán)國(guó)政, 李貴勝, 王熠昕 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)