深槽八方波導器件的加工探究

宋金龍/中華通信系統有限責任公司河北分公司

深槽八方波導器件的加工探究

宋金龍/中華通信系統有限責任公司河北分公司

波導作為電子通信的核心器件，隨著通信要求的提高，其結構形式越來越多樣化，復雜化，對波導的加工提出了更高的要求。在某一通信工程中，有一特殊波導，傳統的加工方法無法滿足其加工要求。針對此特殊結構的波導器件，我們對其加工方法進行了探究，并且滿足了加工精度的要求，該器件在工程中滿足了設計要求的電氣性能指標。

波導；通信；結構；加工精度；電氣性能

引言

波導器件是電子通信的核心器件之一，對于電子通信系統的優劣起著決定性的作用。一套的電子通信系統如果沒有優良的波導元器件，其整體性能就會大打折扣。伴隨電子通信技術的日益發展，對電子通信中的關鍵元器件波導器件的要求越來越多元化。為了適應不同的電器性能，波導器件的結構勢必形式各異。優秀的波導元器件，要有優秀的建模、計算和仿真，設計出最適用于該通信系統的波導器件藍圖。要想實現波導器件的設計性能，必須要有高機械加工精度的加工手段保證設計藍圖的各項要求。所謂機械加工精度是指零件加工后實際幾何參數（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。[1]

最近在某項工程中，需要一類結構形式比較特殊的波導器件，稱它為深槽八方波導，其結構如圖1所示。

為了保證此波導器件的電氣性能，必須保證此波導器件的加工精度。此波導器件機械加工的難點和關鍵點是深窄環槽的加工和環槽與方孔加工平面的接平，保證平面與方孔的垂直度。

一、加工方案選擇

為了達到加工精度，解決加工中的難點和關鍵點，要確定正確的加工方案是必須先行的，參照以往波導器件的加工方法，提出以下幾個方案擬作考慮：

（一）傳統整體式機械加工方案

此方案采用整體下料，整體加工的方法加工方案。此方案思路比較簡練，采用車床加工深窄環槽，銑床加工8處方孔的方法進行加工。此加工方案有以下幾個弊端：

1.深窄環槽車床加工成形難度大。此環槽深度寬度比較大，加工時需磨制專用成型刀具，道具窄長，剛度差。加工時，由于刀具剛度的降低，刀具在進行切削時就會發生振動。刀具的振動會降低加工的尺寸精度和表面粗糙度，影響波導器件的電氣性能。

2.環槽尺寸無法精確測量，環槽隱藏在器件內部，常規量具無法直接測量到環槽內部，對于環槽的尺寸精度無法控制，尺寸精度依賴于機床和刀具的精度。

3.無法保證缺口與環槽的接平。銑刀銑削缺口時，環槽是隱藏在器件內部的，銑床無法找正環槽。加工缺口失去了加工基準，就無法保證環槽與缺口共勉的準確性，形成加工臺階，加工臺階等不光滑缺陷，會給波導器件的電氣性能帶來極其惡劣的影響。

（二）采用電加工環槽，機械加工缺口的辦法

此方案用電加工環槽，在采用銑床加工8處方孔的方法進行加工。此方法也有個弊端：采用電加工加工環槽，避免了刀具和機床對加工精度的影響。但是電加工需要制作復雜的加工模具，加工周期長，加工成本昂貴；而且和傳統整體式機械系加工方案存在的問題(2),問題(3)同樣存在。

（三）拆分式機械加工方案

此方案采用將波導器件從中間拆分成兩段，兩段分別運用機械進行預加工，兩段裝配后在進行加工的方法。此方案從環槽右端拆開，將波導器件拆分為前后兩段，兩段分別加工。拆分后，深槽和8處缺口在前半段上加工，缺口和環槽成為開式結構，加工時便于加工與測量，可以有效得提高環槽與缺口機械加工精度。

通過以上利弊的比對，決定采用拆分式機械加工方案。

二、加工方案的制定

拆分式機械加工方法必須保證前半段和后半段各圓同軸度，保證方孔與8處平面的垂直度，保證前半段和后半段平面的平面度。為了達到以上要求，將前后半段拆分如圖2：前后半段通過止口定位保證各圓的同軸度；前半段8處平面預加工一定深度（留有加工余量），平面和方孔的一次裝夾加工成型，保證平面與方孔的垂直度；兩段分別機械加工完成后，用6個螺栓連接前后半段，并用2個定位銷貫穿前后半段，保證連接后的兩段不會產生相對于軸向的旋轉運動；兩段連接完畢后，找正前半段與方孔垂直的預加工平面，加工前后段平面深度達圖；加工后能保證前后半段最終加工平面與方孔的垂直度，前后半段平面一次加工成形，保證了最終平面的平面度；2個貫穿前后半段的定位銷，限制了兩者相對于軸線的旋轉位移，保證了兩者最終形成平面的平面度不被破壞。

三、加工方案的驗證

加工方案的優劣僅限于理論的支持是不夠的，要有實際加工結果的支持才是圓滿的。為此將此波導器件按拆分式機械加工的方案進行了加工：先將前后半段分別加工完成，保證各自的尺寸精度和形位公差和粗糙度，在將前后半段裝配在一起，并進行最終的加工。

加工完畢后，對波導器件進行了電氣性能測試，各項指標均達到了設計要求的指標，圓滿解決了本工程波導器件加工的難題。

四、結論

拆分式機械加工深槽八方波導的方法，得到了理論的支持和實際工程的驗證，對于類似形式的波導器件加工方法的探究做出了有益的嘗試，為波導器件的加工開拓了思路。

[1] 楊叔子 機械加工工藝師手冊，北京；機械工業出版社，2001.8 .

宋金龍（1977—）男，河北定州人，工程師，主要從事天線制造工藝。