波导元件的精加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于轴向对称且两端出入口位于同一轴线上的波导元件的精 加工方法。
【背景技术】
[0002] 波导元件一般有两个以上的端口，通过某种不均匀性或某种耦合机构来控制电磁 波，即对电磁波进行各种变换。为了保证波导元件的性能较好，其端口的孔精度要求较高。 在波导元件的机加工工艺中，主要采用压铸成型和锻造成型。然而，经压铸成型或锻造成型 制成的工件精度较低，尺寸公差最小只能达到0. 1，故需要进行二次精加工。其中工件外壁 尺寸精度可通过现有技术手段达到，但内孔的精加工难度较大，尺寸精度很难进一步提高。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效且能够提高波导元件内孔精度 的精加工方法。
[0004] 本发明的波导元件的精加工方法，其步骤包括：a.对压铸或锻造成型的工件进行 皂化处理；b.将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公 差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配；c.再将 包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但实际公差小于工件 内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；d.拆除外模和内芯，检 验脱模后的工件内孔尺寸；e.对检验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要 求的波导元件。本发明的采用高精度的内芯和外模对工件腔体的内外轮廓进行冷挤压加 工，对工件内孔的尺寸进行精整，从而提高内孔精度。
[0005] 在冷挤压加工过程中，工件与模具的接触面的压力往往较高，可高达2000~ 2500MPa，为了减小冷变形时工件与模具间的摩擦，需对工件进行皂化处理，使冷挤压表面 形成一层塑性良好且具有抗压性能的磷酸盐膜和皂化膜。步骤a中，是在对压铸或锻造成 型的工件进行人工初检、去毛刺和去毛边的前期准备工作后，将工件在60~70°C下加入工 业肥皂或硬质酸钠进行皂化处理约半个小时。
[0006] 由于工件内孔满足最大实体加工原则，故步骤b中采用基本尺寸与工件内孔基本 尺寸相同，但实际公差小于内孔设计公差的冲压内芯，对工件进行挤压，可使工件内孔产生 冷变形而尺寸略微扩张，且经过挤压后的工件内孔尺寸公差与内芯外壁尺寸公差接近，从 而提高工件内孔精度。在保证挤压深度刚好到位的前提下，所述内芯与工件内孔是相匹配 的。由于工件只在端口处对孔的精度要求较高，故为了减小模具成本，只需内芯与工件两端 出入口对应位置保证内芯外壁公差较小即可。
[0007] 考虑到工件腔体具有一定的回弹量以及冷挤压变形中的加工误差，在拆除内芯之 前，还需再次调整工件的内孔尺寸。具体是将包含内芯的工件挤压到所述外模的内孔中，在 外模的和内芯的共同挤压作用下，使工件的腔体部分再次产生一定的变形量，从而保证脱 模后的工件内孔的尺寸更加接近内芯外壁尺寸，即尺寸公差明显减小，并对工件起到一定 的硬化作用。当工件两端外形尺寸相同时，外模内腔呈圆柱形；当工件两端外形尺寸不相同 时，可相应调整外模内腔形状以及两端的尺寸。
[0008] 采用上述内芯和外模先后进行两次挤压，能够有效地提高工件的内孔精度。加工 完毕后，拆除外模和内芯即可得到精度较高的工件，然后再对工件进行尺寸检验，最后对检 验合格的工件进行后续加工，从而得到符合设计尺寸要求的波导元件。如果检验工件尺寸 和预想的发生了偏差，不满足设计要求，可重新组合适当尺寸的内芯和外模配组再次加工。 由于工件加工过程中只产生微量变形，故将不合格品返工不会造成工件损坏。
[0009] 进一步的，当所述工件内孔基本尺寸为LU外壁基本尺寸为L2时，选择外壁尺 寸为U(I=)的内芯和内孔尺寸为L2(:=)的外模配组挤压工件，使工件内孔尺寸达到 L1±0. 02。综合考虑加工误差、工件腔体回弹量以及脱模误差等，经过实验得知，当内芯 外壁尺寸为u α:=)、外模内孔尺寸为UC=)时，可使工件内孔最终加工后的尺寸达到 Ll ±0. 02,即工件尺寸公差减小到0. 04,相较于现有技术，能够极大的提高了内孔的精度。 [0010] 更进一步的，根据所述内芯外壁尺寸将其划分为LI C=1,;)、LI Cf )和Ll (：： =): 三组，并与内孔尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。由于经皂化 处理后的工件内孔尺寸大小不一，故为了达到内孔尺寸设计要求，尽可能减少加工次 数，并提高加工效率，在实际应用时，可按照经过皂化反应后的工件内孔尺寸进行分组， 并选择外壁尺寸相适应的内芯进行挤压。优选的，根据内芯外壁测量尺寸可将其划分 为Ll (=:)、Ll (=丨4)和LI ），对于内孔尺寸较大的工件，可以相应选择外壁尺寸为 Ll (:=)的内芯；反之，内孔尺寸较小的工件，可以相应选择外壁尺寸为Ll (=7)的内芯。 这样还可以在一定程度减小加工误差以及减少工件挤压后的回弹量，进一步确保工件内孔 最终加工后的尺寸达到Ll ± 0. 02，从而提高工件内孔精度。此外，还根据皂化处理后的工件 内孔尺寸大小，对相应的内芯进行更细的分组。
[0011] 类似的，也可根据所述外模内孔尺寸将其划分为L2G=)、L2(fl_。：）和L2C=D 三组，并与外壁尺寸从小到大的工件对应使用，从而提高工件的内孔精度。对于外壁尺寸较 大的工件，可以相应选择内孔尺寸为L2C：::)的外模；反之，对于内孔尺寸较大的工件，可 以相应选择内孔尺寸为L2 (:(=)的外模，通过选择精度更高且与工件相适应的外模，有利 于进一步提尚加工后的工件内孔精度。
[0012] 进一步的，步骤b和步骤c中是通过控制机构来控制内芯的位移，从而使内芯挤压 工件的深度到位。在实际操作中，控制机构控制内芯的位移量是根据反复调试得出的，以保 证工件最终加工后的尺寸满足设计要求，避免因挤压深度不到位而导致的精加工产品不合 格。所述控制机构可以是冲床、压力机或其他类似现有机构。
[0013] 进一步的，步骤d中拆除外模后，从步骤c中挤压内芯的相反方向对内芯施加压力 来拆除内芯。例如，拆除外模后，可将包含内芯的工件放置在工作台上，并将内孔较小的一 端固定，再对内芯外壁尺寸较小的一端施加压力，从而使内芯脱离工件。
[0014] 进一步的，步骤e中所述后续加工包括端面加工。由于工件内孔受冷挤压尺寸变 大后，将导致工件腔体厚度变小、长度变长，故还需对检验合格的工件进行端面加工，包括 总长加工，保证工件长度尺寸合格。所述端面加工可以通过现有的方法实现。
[0015] 更进一步的，所述内芯和外模的尺寸根据工件的实际测量尺寸来选择配组。例如： 内孔尺寸较大、外壁尺寸较大的工件，相应的需选择外壁尺寸较大的内芯和内孔尺寸较大 的外模来进行挤压。如果工件加工后内孔尺寸过小，则可以再换用外壁尺寸略大的内芯和 内孔尺寸略大的外模进行挤压；反之如果工件加工后内孔尺寸过大，就应换用外壁尺寸略 小的内芯和内孔尺寸略小的外模进行挤压。在实际应用时，可以根据工件内孔的实际测量 尺寸，灵活选择合适的内芯和外模进行配组使用。在此基础上，为了提高生产效率，将不同 尺寸配组的内芯和外模安装在控制机构上，再定制专用量具对工件进行分组，就可以很容 易的制造出尚效的流水生广线。
[0016] 优选的，所述内芯上设有起缓冲减震作用的聚胺脂块，从而使内芯在被挤压过程 中所受压力均匀。所述聚氨酯块与内芯之间是可拆卸式的。在实际使用中，控制机构施加的 压力通过聚氨酯块传递到内芯上，可起到较好的缓冲减震作用，使控制机构对内芯的压力 在一定范围内变化较小，有利于减少调整内芯位移量的次数，减小加工误差。经实验得知， 所述聚氨酯块相较于其他现有的弹性块的缓冲减震效果更佳。
[0017] 本发明的波导元件的精加工方法，采用精度较高的内芯和外模分两次对工件腔体 的内外轮廓进行冷挤压整形，简单方便，效率较高，能够保证最终获得的波导元件内孔尺寸 公差为〇. 04,从而有效的提尚波导兀件的内孔精度。
[0018] 以下结合实施例的【具体实施方式】，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思 想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发 明的范围内。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的波导元件的精加工方法的流程图。
[0020] 图2为图1所示精加工方法中内芯挤压工件的工作状态示意图。
[0021] 图3为图1所示精加工方法中外模和内芯挤压工件的工作状态示意图。
[0022] 图4为图1所示精加工方法中工件脱模的工作状态图。
【具体实施方式】
[0023] 如图1所示的波导元件的精加工方法，其步骤包括：a.对压铸或锻造成型的工件 进行皂化处理；b.将外壁基本尺寸与所述工件内孔基本尺寸相同，但实际公差小于内孔 设计公差的冲压内芯，压入经过皂化处理后的工件内腔，直至工件内孔与内芯外壁匹配； c.再将包含所述内芯的工件，放入内孔基本尺寸与工件外壁基本尺寸相同，但公差小于工 件内孔设计公差的外模内腔中，再次挤压内芯以调整工件内孔尺寸；d.拆除外模和内芯， 检验脱模后的工件内孔尺寸；e.对检验合格的工件进行后续加工，从