电铸扭波导用蜡模芯及其制作方法

文档序号:783阅读:544来源:国知局
专利名称:电铸扭波导用蜡模芯及其制作方法
扭波导是一种微波元件,在雷达等的微波电路中,用它来扭转电磁波的极化方向。长期以来,扭波导是用机械扭转法制作的。苏联发明人证书573,832号描述了用机械法扭转矩形波导管的一种夹具。但目前还存在以下问题尚待克服(1)扭转段扭转角度的均匀性不易控制,而且出现不规则的变形,致使电压驻波比升高,电性能下降;(2)当波导轴向单位长度的扭转角较大时,会使波导管局部开裂。
近年来日本人Hatsuo Yabe在“IEEE Trans Microwave Theory Tech.vol.MTT-22,91.1984”上报导了用铝模芯电铸扭波导的方法,用特殊机床加工的铝模芯电铸扭波导,用碱溶液化学溶解铝模芯后,得到扭波导。但这种铝模芯一直未能在工业上得到使用,其原因是(1)铝模芯表面是复杂的曲面,需要用特殊机床加工;(2)加工出来的铝模芯的尺寸精度低;(3)一个铝模芯只能得到一个电铸成品,模芯成本过高而无法在工业中使用。
本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足,发明一种叠片式金属骨架,并在其表面均匀地浸涂上一层蜡,作成具有不需特殊机床加工、并能重复使用的金属骨架的蜡模芯。
如图1所示,螺栓(4)穿过模块(2)和若干金属薄片(1)的中心孔,插进定位销(5)后,由于每块金属薄片(1)上的定位孔都绕金属薄片(1)的中心偏转相同的角度,当全部金属薄片叠加起来的高度为L时,总的扭转角度即为θ,用螺母(6)压紧后,就构成了蜡模芯的金属骨架。金属骨架浸涂蜡层(3)后,蜡层(3)表面便是光滑连续的曲面。蜡表面经金属化处理后,电解沉积一定厚度的铜层,然后在110~120℃温度下使蜡层熔化流失,退出定位销(5),旋下螺栓(4)上的螺母(6),模块(2)和金属薄片(1)便可自电铸扭波导中脱出,得到了扭波导的电铸制成品。按前述顺序重新装配好金属骨架后,又可制作下一个蜡模芯。
1.金属骨架的设计图1到图3均以右旋和扭转角θ=90°绘制的,矩形波导管横截面的长为a.宽为b,扭转段长度为L。
如图2所示,把扭转段L等分为10个间隔,每个间隔取一块金属薄片(1)把一个模块(2)编为[0]号,第二个间隔的金属薄片(1)编为[2L/10],第二个间隔的金属薄片(1)编为[4L/10],以此类推;
(1).浸涂蜡层的厚度蜡模芯径向尺寸由蜡层(3)的外表面尺寸决定。本发明规定蜡层的厚度为dw=0.4~0.5毫米。
(2).金属薄片(1)和模块(2)的外形尺寸就是从这种矩形波导的尺寸a和b中分别减去二倍蜡层厚度后的尺寸。
(3).金属薄片(1)的厚度选择为了使金属骨架扭转段L形成接近于连续的曲面,必须满足以下关系dw=KCs (K=1.2~1.5)式中Cs是相邻两金属薄片(1)的对角线c绕其中点旋转θ′后在角顶点处两点的距离,由于dw=0.4~0.5mm,故Cs=0.27~0.42;由于Cs=πcθd/360L,故d=360LCs/πcθ;
或d=0.27×360L/πcθ~0.42×360L/πcθ式中d是金属薄片(1)的厚度;c是矩形波导横截面的对角线长度。
本发明规定d≤1.6毫米(4).定位孔的位置模块(2)和各金属薄片(1)上的定位孔与中心孔间的孔距相同;孔径视波导矩形截面的大小而定;再根据扭波导扭转长度L、扭转角θ和金属薄片(1)的厚度d计算出右旋或左旋的相邻两块金属薄片(1)间的偏转角θ′,θ′=d×θ/L,以此确定每块金属薄片(1)的定位孔位置。
(5).金属骨架材料为不锈钢2.金属骨架的蜡层(3)浸涂方法把装配好的金属骨架轴向水平地浸没在温度为125~133℃的蜡液中(蜡液滴点为75±3℃),待金属骨架表面上浸入蜡液初期所凝结的蜡层全部熔化后,从蜡液里取出金属骨架,并使其固定在轴向竖直状态,让金属骨架表面多余的蜡液流淌下滴。蜡液停止下滴后,用刀片削平蜡表面存留的瘤状蜡,以同样方法进行第二次浸涂,第二次在蜡液里保持4~5秒,迅速从蜡液里取出金属骨架,与上次滴蜡方向相反,把金属骨架固定在轴向竖直状态,让金属骨架表面上第二次浸涂的多余蜡液下滴,并任其冷却到室温,用刀片削平蜡瘤。这样就制成电铸扭波导用的蜡模芯。按上述浸蜡工艺过程浸涂的蜡层厚度为0.4~0.5毫米。
两次浸蜡的时间间隔与环境温度有关。当环境温度为20℃时,该间隔为两分钟左右,间隔越长,蜡层越厚,时间过长蜡层表面质量变差;过短会使第一层蜡重熔而使蜡层厚度和均匀性失控。第二次浸涂时间越短,蜡层越厚,浸没时间越长,蜡层越薄,但有使第一层蜡重熔的危险。调节二次浸蜡的时间间隔和第二次浸蜡的浸涂时间,可以改变蜡层的厚度和均匀性。然后可在自来水冲淋下,用棉花把蜡层(3)表面擦出光泽。
本发明和已有技术相比,突出的效果是1.已有技术的铝模芯经电铸后不能用机械法使模芯和电铸后的金属壳体分离,必须破坏模芯。而本发明的金属骨架容易制造,可以简便地、不断重复地用以制造蜡模芯,使电铸扭波导的模芯成本大大降低;
2.已有技术铝模芯的尺寸精度低,当扭转段长100毫米、扭转90°时,尺寸偏差0.12毫米,已超过矩形波导管横截面长边的千分之五。用本发明的浸蜡工艺和高精度的金属骨架制得的蜡模芯的精度高,其光洁度不低于
7;
3.电铸扭波导的轴向单位长度上的扭转角度一致,因而扭波导的电性能好,批量生产时的一致性好;
4.可以制造任一扭转角度的矩形扭波导以及其它截面的扭转管状物。
图1是蜡模芯的外形示意图。
图2是蜡模芯中金属骨架的俯视图。
图3是各金属薄片定位孔的位置示意图。
实施例如下(1)矩形波导,a=72.14mm,b=34.04mm,扭转段L=80mm,扭转角=45°则
d=0.27×360L/πcθ~0.42×360L/πcθ=0.7~1.09mm,d<1.60mm,符合本发明d≤1.60mm的规定,故应采用0.7~1.09mm的金属薄片。
当采用1.00mm的金属薄片(1)时,两块金属薄片间的偏转角θ′=33′45″。
(2)矩形扭波导,a=12.96mm,b=6.48mm,扭转段L=60mm,扭转角θ=90°;则d=0.27×360L/πcθ~0.42×360L/πcθ=1.41~2.20mm,按本发明的规定d≤1.60mm,故应采用1.41~1.60mm的金属片。
当采用1.50mm的金属薄片(1)时,两块金属薄片间的偏转角θ′=2°15′。
权利要求
1.一种制作电铸扭波导用的模芯,有的用特殊机床加工,只能一次使用的铝模芯,其特征是用螺栓(4)穿过模块(2)和若干块金属薄片(1)的中心孔,插进定位销(5)并用螺母(6)压紧组成金属骨架,用专门的浸蜡工艺在表面浸涂蜡层后构成其金属骨架能重复使用的电铸扭波导用蜡模芯。
2.根据权利要求
1所述的蜡模芯,其特征是每块金属薄片(1)上的定位孔都绕其中心偏转相同的角度,使全部金属薄片(1)叠加起来的高度为L时,总的扭转角度为θ。
3.根据权利要求
1所述的蜡模芯,其特征是蜡层的厚度为0.4~0.5毫米。
4.根据权利要求
1所述的蜡模芯,其特征是金属骨架各零件均用不锈钢制成。
5.根据权利要求
1所述的蜡模芯的制作方法,其特征是把组装好的金属骨架放在蜡料滴点为75±3℃、温度为125~133℃的蜡液里浸涂而成。
6.根据权利要求
5所述的制作方法,其特征是把金属骨架轴向水平地两次浸没在蜡液里,每次浸没取出后,在轴向竖直状态让多余的蜡液流淌下滴,两次滴蜡的方向相反。
专利摘要
本发明是一种能重复使用的叠片式金属骨架、并在其表面均匀浸涂蜡层后构成的蜡模芯,专门用来以电铸法制造雷达中所需要的扭波导。每块金属薄片都绕中心偏转相同的角度,使全部金属薄片叠加起来的高度为L时,保证总的扭转角为θ。本发明的突出效果是金属骨架容易制造可以重复地制作蜡模芯,使电铸扭波导的模芯成本大大降低,电铸扭波导的轴向单位长度上的扭转角度一致,几何精度高,电性能好,工艺一致性好。
文档编号H01P3/00GK87104723SQ87104723
公开日1988年3月30日 申请日期1987年7月15日
发明者王永祝 申请人:国营第784厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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