本實(shí)用新型涉及的是一種微波器件制造領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種基于正冷擠壓的帶法蘭彎曲波導(dǎo)管制備裝置。

背景技術(shù)：

厘米、毫米波段能量的傳送廣泛采用波導(dǎo)。相比同軸電纜，波導(dǎo)的電磁波衰減較小，可傳送的功率較大，并且在電性能上可以達(dá)到很高的指標(biāo)要求。在雷達(dá)的饋電網(wǎng)絡(luò)中有大量的彎曲波導(dǎo)管，彎曲波導(dǎo)管的加工質(zhì)量直接影響雷達(dá)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。

用拉制出的直波導(dǎo)制造截面尺寸變化小于0.1mm、內(nèi)腔粗糙度為0.8μm的彎曲波導(dǎo)管不但非常困難而且成本極高，而彎波導(dǎo)器件的制造工藝是保證超寬帶雷達(dá)研制成功的關(guān)鍵技術(shù)。波導(dǎo)彎頭由于涉及二次加工，截面形狀發(fā)生畸變，立體傳輸網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致彎頭組件過多，因此彎頭組件的加工方法已經(jīng)成為傳輸系統(tǒng)效率提高的瓶頸。為了保證彎管質(zhì)量，彎曲前需要在管坯內(nèi)裝入填充料或芯棒。但填充彎曲方法存在如下弊端:①工藝過程隨意性強(qiáng)，無法保證彎管件的工藝質(zhì)量穩(wěn)定；②填充物或過軟如石蠟導(dǎo)致截面畸變過大，或者過硬如鋼帶等導(dǎo)致腔體劃傷，或容易與波導(dǎo)管金屬發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生殘留如低熔點(diǎn)合金；③大都無法完成連續(xù)彎曲；④對截面尺寸復(fù)雜的脊波導(dǎo)彎曲更加困難特別是小半徑彎曲。

填鋼帶彎曲波導(dǎo)是一種較常見的彎曲波導(dǎo)管加工方法，但是該加工工藝存在較多問題，如彎曲后波導(dǎo)管的尺寸不準(zhǔn)確、外側(cè)管壁開裂以及內(nèi)管壁起皺等。即使從波導(dǎo)管彎曲軸線處開始平穩(wěn)地彎曲波導(dǎo)管，仍會出現(xiàn)不均勻空間，從而導(dǎo)致波導(dǎo)管彎曲部位產(chǎn)生反射波。而且，彎曲后，還要據(jù)要求在波導(dǎo)管一端或兩端焊接法蘭，這又會造成波導(dǎo)管再次變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出了一種基于正冷擠壓的帶法蘭彎曲波導(dǎo)管制備裝置，能夠簡化彎曲波導(dǎo)管的加工過程，保證彎曲波導(dǎo)管的內(nèi)表面具有較高的光潔度同時截面形狀具有高度的一致性。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型涉及一種基于正冷擠壓的帶法蘭彎曲波導(dǎo)管制備裝置，包括：帶有微型夾鉗的凸模、導(dǎo)向芯棒和與凸?；瑒优浜系目煞职寄＃渲校和鼓Ｑ乜v向設(shè)有矩形階梯孔，微型夾鉗設(shè)置于矩形階梯孔的上部，可分凹模頂部設(shè)有沉槽，凸模通過沉槽與可分凹?；瑒优浜锨蚁鄬τ诳煞职寄Ｉ舷逻\(yùn)動，可分凹模設(shè)有弧形彎曲孔，且弧形彎曲孔的一端通過沉槽與矩形階梯孔連通，弧形彎曲孔的另一端設(shè)有封閉式的法蘭型腔；導(dǎo)向芯棒穿過弧形彎曲孔一端與法蘭型腔底部相配合，另一端由微型夾鉗夾緊并定位。

所述的導(dǎo)向芯棒為多層板疊結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)向芯棒的一端各層板疊齊平并與法蘭型腔底部相配合，另一端的多層板中居中的中間層的高度高于其余各層，且中間層與其相鄰層之間為斜面滑動接觸。

所述的導(dǎo)向芯棒的表面粗糙度Ra為0.050μm。

本實(shí)用新型涉及一種基于上述裝置制備得到的彎曲波導(dǎo)管，包括：彎曲管和與彎曲管一端相連的法蘭，其中：彎曲管沿徑向的截面在外側(cè)為矩形或圓形，在內(nèi)側(cè)為矩形，彎曲波導(dǎo)管內(nèi)側(cè)表面粗糙度Ra范圍為0.1μm～0.3μm。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用對稱可分的成形模具，通過正冷擠壓這一工序，實(shí)現(xiàn)了帶法蘭彎曲波導(dǎo)管的一次成形加工，避免了傳統(tǒng)彎曲工序引起的彎曲波導(dǎo)管損傷，又?jǐn)P棄了因焊接法蘭造成的彎曲波導(dǎo)管變形，提高了生產(chǎn)效率；而彎曲波導(dǎo)管由于冷擠壓成形，工件纖維連續(xù)流暢，且有冷作硬化效果，綜合性能指標(biāo)提高25～30％；同時內(nèi)側(cè)表面的粗糙度處于0.1μm～0.3μm范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中彎曲波導(dǎo)管平均0.8μm的表面粗糙度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型中加工裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為正冷擠壓模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例1中矩形截面彎曲波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：(a)為主視圖，(b)為剖視圖；

圖4為實(shí)施例2中截面為外圓內(nèi)方的彎曲波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：(a)為主視圖，(b)為剖視圖；

圖中：上模板1、墊板2、緊固套3、凸模4、第一限位塊5、環(huán)狀導(dǎo)套6、導(dǎo)柱7、凹模8、倒置錐形連接塊9、模座10、絞座11、銷12、頂桿13、開模器14、第二限位塊15、毛坯16、導(dǎo)向芯棒17、夾緊油缸18、油缸控制器19、定位塊20、微型夾鉗21、法蘭型腔22、中間層板疊23。

具體實(shí)施方式

下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，下述實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。彎曲波導(dǎo)管尺寸的變化可通過調(diào)節(jié)凹模、凸模和導(dǎo)向芯棒的尺寸來實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施例1

如圖2所示，本實(shí)施例涉及一種基于正冷擠壓的帶法蘭彎曲波導(dǎo)管制備裝置，包括：凸模4、導(dǎo)向芯棒17和凹模8，其中：凸模4沿縱向設(shè)有矩形階梯孔，矩形階梯孔上部設(shè)有微型夾鉗21；可分凹模8頂部設(shè)有沉槽且凸模4與可分凹模8單邊間隙0.1mm滑動配合，這樣可確保不出縱向毛刺，且相對于凹模8上下運(yùn)動；凹模8設(shè)有弧形彎曲孔，且弧形彎曲孔的一端通過沉槽與矩形階梯孔連通，弧形彎曲孔的另一端設(shè)有封閉式的法蘭型腔22；導(dǎo)向芯棒17穿過弧形彎曲孔，一端與法蘭型腔22底部相配合，另一端由微型夾鉗21夾緊并定位。

所述的微型夾鉗21設(shè)置有夾緊油缸18和定位塊20，通過夾緊油缸18液壓驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)向芯棒17的夾緊定位以及對中間層板疊23的抽?。凰龅亩ㄎ粔K20固定在矩形階梯孔中；所述的夾緊油缸18固定在定位塊20上，底部與微型夾鉗21相連，同時夾緊油缸18上設(shè)有油缸控制器19，實(shí)現(xiàn)對夾緊油缸18的數(shù)字程序電路控制。

所述的凸模4和凹模8材質(zhì)均為冷模具鋼Cr12MoV，熱處理硬度HRC58～62。

如圖1所示，所述的凹模8設(shè)置在倒置錐形連接塊9內(nèi)，包括兩半對稱的可分凹模；所述的凹模8的頂部與倒置錐形連接塊9的頂部齊平并采用階梯型結(jié)構(gòu)配合，便于倒置錐形連接塊9對凹模8的夾持固定。

所述的倒置錐形連接塊9設(shè)置在模座10內(nèi)，沿模座10的軸線設(shè)置為對稱可分的兩半結(jié)構(gòu)，同時頂部高于模座10上端面；所述的倒置錐形連接塊9的底平面固定有絞座11，絞座11上通過銷12連接有頂桿13，便于在冷擠壓成形結(jié)束后頂起倒置錐形連接塊9；所述的倒置錐形連接塊9左右兩側(cè)對稱設(shè)有開模器14，與頂桿13配合，共同用于分開倒置錐形連接塊9和凹模8，取出成形冷擠件。

所述的凸模4的頂部設(shè)有倒置錐形外露端，倒置錐形外露端的下端面與倒置錐形連接塊9的頂部齊平，倒置錐形外露端通過緊固套3與上模板1固定連接。

所述的緊固套3與上模板1之間設(shè)有墊板2，所述的上模板1下平面與倒置錐形連接塊9之間設(shè)有第二限位塊15以限制上下模合模高度，保證凸模行程，也就保證冷擠件尺寸；所述的第二限位塊15與模座10之間設(shè)有第一限位塊5以限制凹模張開角度。

所述的上模板1通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與模座10相連。

所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括環(huán)狀導(dǎo)套6和導(dǎo)柱7，所述的環(huán)狀導(dǎo)套6和導(dǎo)柱7之間用滾珠配合，其間隙為0/0；所述的環(huán)狀導(dǎo)套6固定在上模板1上；所述的導(dǎo)柱7設(shè)置在模座10外側(cè)壁面上。

所述的導(dǎo)向芯棒17由板厚為1mm的TB9鈦合金板疊組成，導(dǎo)向芯棒17的表面粗糙度Ra為0.050μm。

所述的TB9鈦合金板疊名義成分為Ti‐3AL‐8V‐6Cr‐4Mo‐4Zr，其室溫性能：抗拉強(qiáng)度σ_b＝795MPa，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力σ_r0.2＝760MPa，伸長率δ₅＝15％，彎曲角α＝180°；所述的TB9鈦合金板具有優(yōu)異的彈塑性性能，故由TB9鈦合金板組成的導(dǎo)向芯棒17可多次通過矩形階梯孔和弧形彎曲孔，發(fā)生變形再恢復(fù)原尺寸，因而能夠重復(fù)利用。

優(yōu)選地，所述的導(dǎo)向芯棒17為若干層板疊構(gòu)成的矩形柱體，中間層板疊23一端與其余各層板疊齊平并與法蘭型腔22底部相配合，另一端高度高于其余各層板疊15mm，中間層板疊23與其相鄰層板疊滑動配合。

優(yōu)選地，所述的中間層板疊23與其兩側(cè)板疊的端點(diǎn)連線夾角均為10′，并噴涂超細(xì)石墨粉潤滑，以便抽出。

本實(shí)施例涉及上述裝置的正冷擠壓制備方法，包括以下步驟：

①將導(dǎo)向芯棒17敷設(shè)在可分凹模中，而后合上另可分凹模，得到完整的凹模8，再將預(yù)先潤滑的中心設(shè)有通孔的毛坯16放置在凹模8的沉槽中，導(dǎo)向芯棒17一端穿過毛坯16進(jìn)入矩形階梯孔中，矩形階梯孔中的微型夾鉗21夾緊導(dǎo)向芯棒17并準(zhǔn)確定位。

②組裝包括模座10和上模板1在內(nèi)的其他零件，并將上述裝置安裝在雙動輕合金擠壓液壓機(jī)2YJQ‐5臺面上；下壓上模板1使毛坯16充滿弧形彎曲孔與導(dǎo)向芯棒17之間的間隙，在凸模4高度下降至滿足法蘭成形要求后，觸碰第二限位塊15，停止施壓，同時微型夾鉗21松開導(dǎo)向芯棒17。

③微型夾鉗21松開導(dǎo)向芯棒17后，,提升高度，夾緊中間層板疊23的突出端，之后繼續(xù)隨壓力機(jī)滑塊上升不斷提升高度，中間層板疊23隨著微型夾鉗21高度抬升而抽出。

④通過開模器14分離兩半對稱的可分凹模，取出成形冷擠件，再用脫模器將導(dǎo)向芯棒17中剩余的各層板疊從成形冷擠件中分離出來，得到彎曲波導(dǎo)管。

優(yōu)選地，所述的微型夾鉗21在導(dǎo)向芯棒17上的夾持高度為5～10mm。

所述的彎曲波導(dǎo)管包括彎曲管和與彎曲管一端相連的法蘭，其中：彎曲管沿徑向的截面在外側(cè)和內(nèi)側(cè)均為矩形，法蘭形狀為圓形。

如圖3所示，優(yōu)選地，該彎曲波導(dǎo)管的尺寸如下：結(jié)構(gòu)高度H＝80mm，彎曲半徑R＝70mm，法蘭厚度h1＝5mm，壁厚m＝1.5mm，水平投影長度L＝95mm，法蘭外徑D＝50mm。

所述的彎曲波導(dǎo)管內(nèi)側(cè)表面粗糙度Ra范圍為0.1μm～0.3μm。

實(shí)施例2

如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述的弧形彎曲孔沿徑向的截面為圓形，制備得到的彎曲波導(dǎo)管彎曲管截面為外圓內(nèi)方，優(yōu)選地，尺寸如下：結(jié)構(gòu)高度H＝63mm，彎曲半徑R＝50mm，法蘭厚度h1＝5mm，方形截面尺寸n×n＝10mm×10mm，水平投影長度L＝65mm，法蘭外徑D＝30mm。