淺談雙通道波導管的加工方法

孫龍

（桂林長海發展有限責任公司，廣西 桂林 541001）

前言

在我廠生產的雷達產品中，要用到大量的銅或鋁異型波導管，隨著科技快速發展,我公司高新電子設備不斷更新,雙通道波導管更是一個新的技術突破領域，裝備對微波元件加工的要求越來越精密，特別是毫米波在雷達通信，電子對抗，儀器測量上的應用，使微波元件的尺寸更小，形狀更復雜，精密要求更高。作為傳輸電磁波的波導管是微波元件中的重要組成部分，其中各種形狀的雙通道波導管的加工則是波導管加工中的難點，不僅要確保雙管彎曲處橫截面要與直波導處橫截面保持一致,同時還要確保雙管角度與兩口部平行一致。

一、雙通道波導管彎曲成形要求及成形特點

（一）所要達到的主要技術指標

a.可進行寬面及窄面的彎曲，其彎曲角度為30°-150°，彎曲精度為±10′。

b.寬面彎波導最小彎曲半徑達20mm。

c.窄面彎波導最小半徑達40mm。

d.波導管彎曲內腔表面粗糙度Ra 小于或等于0.8mm。

e.彎曲波導管滿足電磁波性能指標。

（二）雙通道波導管成形的特點

雙通道波導管是我公司突破的一個重要技術領域，雙通道波導管（如下圖1）是該產品微波器件中重要零件之一，該雙通道波導管為非標波導管，由雙通道彎波導管、雙通道直波導管，以及兩根單通道彎波導管組合而成。

以前公司所加工的波導管均為單通道波導管，加工工藝是通過模具將波導管彎曲成型后，焊接于法蘭盤上，用角度尺通過兩次定位找正，銑平法蘭盤，通過整形、矯正、修銼管口內腔等，確保各尺寸精度達圖紙要求,最后使用鉆模加工定位孔以及螺釘安裝孔完成波導管的加工。由于單根波導管的連接均為定位孔螺紋固緊零件連接，而定位孔均為通過鉆模以波導管內腔定位加工而成，因此能夠保證每一根波導管的內腔能夠很好地連接在一起，而雙通道波導管如果也是采用與單通道波導管一樣的方法加工，如果每一根波導管與法蘭盤的對稱度不能夠很好地得到保證，兩管內腔中心矩無法保證,則雙通道波導管零件數量較多時，波導管內腔會形成臺階接縫，將大大地影響零件的性能，因不可避免地存在誤差，導致雙通道波導管加工的具有較大的難度 。

二、加工難點分析及解決思路

（一）彎曲變形應力應變情況分析

對于波導管而言，與圓管相比，矩形管形狀并不是自支撐結構，且在彎曲期間，不能保證圓周金屬形成內弧線與外弧線的流動性，因此，在矩形管實際分析中，很難形成小半徑的彎曲狀態。

通常情況下，在實際工作中，可以假設金屬材料拉伸與壓縮都會產生同一變形抵抗力，且可以利用均一方式表達金屬機械性能，進而可形成同一應力的拉伸與壓縮方式。在波導管模具與芯棒實際分析期間，可以將其作為剛體結構，認為管材內腔幾何尺寸不會發生任何變化，只需開展管壁應力應變方面的分析工作即可。在開始彎曲加工的時候，中性材料與管材之間出現重合現象，在增加變形之后，中性材料會出現部分移動的現象，而拉伸的區域逐漸增加，壓縮的結構減少，外側的壁厚呈現明顯的變薄趨勢。

（二）形彎銅波導管壓彎成形工藝

1.為了克服多件矩形彎銅波導管壓彎后的尺寸不一致。現壓彎成形工藝去掉了上下墊帶。去掉上下墊帶的目的是保證壓彎成形后凸模、凹模、波導管3 者在無外力的作用下仍舊保持壓彎成形時的緊密閉合狀態。保持緊密閉合狀態的好處是以利用壓彎模具限制波導管在抽鋼帶時的變形。凸模和凹模不僅僅完成成形，還起到校形的作用。上下墊帶去掉后，壓彎成形時摩擦阻力增大，壓彎力增大，并且兩數值的增大沒有造成波導管表面的任何缺陷。提高凸模和凹模工作面的粗糙度值和加潤滑油可以有效地減小摩擦阻力和壓彎力。

2.為了保證凸模、凹模、波導管三者在抽鋼帶力的作用下仍舊保持壓彎成形時的緊密閉合狀態，設計了通用夾緊工裝。該工裝強度高，剛性好，實現了在夾緊的狀態下抽帶。只要將各種壓彎凸模和凹模的相關尺寸設計在規定范圍內，就可以反復使用。

3.波導管的內腔尺寸主要取決于內填鋼帶的厚度和寬度，寬度尺寸在制作時確定了，厚度是由若干片鋼帶疊加而成，因此控制厚度是重要工步。原壓彎成形工藝檢測疊片厚度是在鋼帶穿完后進行，受空間的限制只能在10～20mm的范圍內測量厚度，疊片之間的壓不實容易造成測量誤差。新壓彎成形工藝要求穿帶前疊片在虎鉗上至少夾緊長200 mm 左右才能確定疊片組合，一般控制疊片組合的厚度尺寸偏差為士0.03mm。

（三）兩波導管之間的內腔中心距離要求嚴格

如上圖2、3、4 所示雙通道波導管，其兩波導管中心距公差為±0.03mm，與銷釘定位孔對稱度也為±0.03mm，且波導管與法蘭盤之間的連接需要通過焊接固定，而焊接也容易產生變形，造成零件超差。

為了保證兩波導管中心距公差為±0.03mm，因此圖2 所示兩側法蘭盤中心距公差也應該為±0.03mm，且彎曲后加工的波導管兩端臺階其對稱度也必須達到0.03mm，由于波導管經過冷彎曲后，會產生變形，這也造成了波導管兩端臺階要達到對稱度0.03mm 難度非常大，固這是該雙通道波導管的一個加工技術難點。

那如何保證該雙通道波導管的中心距，最后決定通過焊接定位工裝來保證零件的中心距。我們首先加工如下圖3 所示焊接定位工裝，工裝要求兩凸臺的中心距精度達到0.015mm，兩凸臺與波導管的配合公差也控制在0.015mm,這樣將兩彎曲加工完成的波導管內腔套入凸臺中，再進行焊接即可保證該零件的設計要求。由于采用該方法零件的中心距由工裝基本能保證焊接變形問題,最后通過較正,整口,修銼口部尺寸達圖紙精度要求.這樣法蘭盤安裝波導管的口部公差就沒有必要按照±0.03mm 公差來加工，可以按照公差+0.2mm 來加工，另外波導管的定位凸臺公差以及對稱度也不需要按照±0.015mm 公差來加工，只需按照-0.2mm 公差來加工即可，大大減輕了各工序的加工難度，也能很好地保證零件的質量，大大地提高零件的加工效率，加工時間縮短至少30%以上，最后通過修銼內腔管口尺寸保證雙管中心矩,以波導管內腔定位鉆鉸孔即可完成零件的加工。

（四）零件焊接完成后修銼內腔及保證雙管中心矩

雙通道波導管屬于薄壁零件經過焊接成型后，波導管口部收縮變成不規則形狀，管口收縮一般都會比管口實際尺寸小0.1-0.3mm。在進行鉗工修銼校正時，制作雙管鉆模芯子，如圖4 鉆模為鉆孔、管口修配校正雙管通用模。以修配的方法進行修銼，選用什錦三角

銼進行修銼，保證管口銳邊、直角度、對稱度、以及管口各尺寸要求，以芯子定位修配，用木榔頭輕輕敲打芯子，注意不能用太大力敲打造成波導管變形。輕輕地敲打，芯子與管口擠壓會呈現出高點，修掉高點即可。根據每一根波導管口變形不同，配合情況不同，可以分段次進行修配，直達芯子可以緊緊裝入，再選用180-400 目砂布進行精加工，砂光內腔粗糙度達1.6，以此修配法加工可以有效地保證雙管中心矩尺寸。

三、結束語

本文重點介紹了雙通道波導管加工的難點、解決思路，通過合理安排工藝，制作簡單的定位工裝及鉆模，完成了雙通道波導管的加工，滿足產品的設計要求，經過調試，該波導管電性能良好，成功應用到某重點產品的批次生產，為工廠帶來了較好的經濟效益。