本实用新型涉及一种属于精密机械加工技术领域，涉及大长径比前馈波导管加工装置。
背景技术：
雷达、地铁控制信号传输通常采用波导管作为传输介质，主要原理是将机械波通过波导管内壁的反射进行传输，在传输过程中为了能够低耗、高效、稳定传输信号，通常采用一种波纹直波导作为主要传输部件。所需的波纹波导是一种内孔表面为齿形结构的圆形管状部件，为了保证传输纯度高，并有效避免尖端放电，波导管内孔表面设计为若干圆环结构，且对内齿尺寸精度和位置、表面粗糙度要求很高。此外，为了提高传输线的安装准直，有效降低波导管对接安装偏差所带来的较大的损耗，并避免打火现象的发生，要求该波纹波导管越长越好。
波导管大多选用优质铝合金材料经去应力热处理制作，波导管的加工一般采取普通数控车削的方法，其工艺系统包括数控车床、夹具和刀具，普通数控车削具有质量容易控制、加工效率高的特点。但用于大长径比波导管的加工时镗刀杆只能采用悬臂梁结构，一方面由于切削力的作用，刀杆发生挠变和振动导致齿形形状和位置超差、表面粗糙度值加大；另一方面由于切削力较大，导致工艺系统的变形也较大，不稳定的系统变形和振动的综合作用导致表面粗糙度数值进一步加大、刀具耐用度降低。因此，现有加工工艺技术难以满足大功率电子回旋系统所需1米大长径比波纹波导管的内壁齿形精度、均匀性及光洁度的技术要求。本实用新型的工艺系统旨在于解决现有车削工艺系统刚性差、刀具耐用度低和表面粗糙度数值大的问题：通过对普通数控机床进行改造，设计制造专用的夹具和镗刀杆，满足长件大长径比工件的加工要求、提高工艺系统的刚性；通过采用超声振动切削技术，降低车削力、提高刀具耐用度、降低粗糙度数值。
针对这一问题，国家知识产权局2017-7-7公开了一项实用新型专利（CN 106925792 A，一种大长径比波导管内孔齿形面的加工工艺及加工装置）公开了加工装置包括1台标准卧式数控车床，2个自动定心夹具、1个双支撑镗刀杆及1套超声振动切削装置四部分；加工工艺共分为五个步骤；其中工件双支撑增加了工件的刚性；刀杆双支撑增加了刀杆的刚性；刀具附加超声振动，降低了切削力、提高了刀具耐用度；高压冷却液直接作用于刀尖提高了冷却效果，击断并带走切屑减少切屑对已加工表面的划伤；通过本加工系统及加工工艺，解决了现有工艺系统不能加工大长径比波导管内孔连续正弦波齿形面的问题，形位误差小于0.04mm，表面粗糙度小于Rz4。但是在使用时发现实用这一装置仅能在管壁上加工出正弦波齿形面，不能适应前馈波导管（在管壁上存在若干等距的圆形齿面）的加工。从而使得该装置仅能加工一种型号的波导管，使用范围窄。
技术实现要素：
本实用新型针对以上问题，提供了一种既能够适应正弦波齿形面加工，加工波导管型号多，使用范围广的大长径比前馈波导管加工装置。
本实用新型的技术方案是：大长径比前馈波导管加工装置，设于机架上，由控制器控制，包括导轨、进动机构、刀具组件和至少两组夹具组件；
所述导轨固定在所述机架上且沿所述机架的长度方向设置，所述导轨的首端设有进动机构，所述进动机构在所述导轨上滑动，所述机架上还固定有工作台，所述工作台设于所述机架远离所述导轨首端的一侧；
所述导轨的末端设有导向套，所述导向套内套设中空的刀杆，所述刀杆的首端固定在所述进动机构上，所述刀具组件设于所述刀杆的末端；
所述夹具组件分别可拆卸的设于所述工作台的首端和末端，所述工作台上设有至少两组夹具架，每个所述夹具组件设于一个夹具架上，且在所述夹具架内旋转，其中一个所述夹具架上固定设有电动机，所述电动机带动其中一个夹具组件旋转；
所述夹具组件的轴心、导向套的轴心与所述刀杆的轴心平齐。
所述进动机构包括滑块、步进电机一、和螺杆，所述滑块在所述导轨上滑动，所述导轨中间沿长度方向设有容置槽，所述螺杆置于所述容置槽内且由所述步进电机一带动旋转；
所述螺杆上套设有螺杆套，所述螺杆套与所述滑块固定连接，所述螺杆套沿所述螺杆往复运动，所述刀杆的首端固定在所述滑块上。
所述刀具组件包括设于所述刀杆端头的基座，所述基座上对称设有若干刀具槽，所述刀具槽内放置刀头，所述刀具槽内设有伸缩驱动机构，所述径向驱动机构由步进电机二控制驱动所述刀头伸缩。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆一，所述驱动杆一的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆一的另一端设有球头，所述球头固定连接在所述驱动杆的另一端，所述球头的外缘与所述刀头接触。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆二，所述驱动杆二的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆二的另一端设有凸轮，所述凸轮的外缘与所述刀头接触。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆三，所述驱动杆三的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆三的另一端设有偏心轮，所述偏心轮的中心设于所述驱动杆二的另一端上，所述偏心轮的偏心设有传动杆，所述传动杆的一端铰接在所述偏心上，所述传动杆的另一端铰接在所述刀头上。
所述夹具组件包括一个主动夹具和至少一个从动夹具，所述主动夹具包括套筒一，所述套筒一设于夹具架一上，且所述套筒一绕轴心旋转，所述支架上设有电机，所述电机通过皮带带动套筒一旋转；
所述从动夹具包括套筒二，所述套筒二设于夹具架二上，且所述套筒一绕轴心旋转；
所述套筒一和套筒二的内壁上均对称设有若干夹块槽，每个所述夹块槽的底部均设有调节孔，所述调节孔为螺纹通孔且每个所述调节孔内设有调节螺栓，每个所述夹块槽内均设有夹块，所述夹块与所述夹块槽侧壁接触的部分设有导向槽，所述夹块槽的侧壁上对应设置导向块。
所述夹具架二可拆卸的设于所述工作台上，所述工作台上沿工作台的长度方向上设有若干调节槽，所述调节槽内设有调节块，所述调节块在所述调节槽内滑动，所述调节块上固定有螺栓，所述螺栓伸出所述调节槽；
所述夹具架二与所述工作台接触的部分设有向外的翻边，所述翻边上设有与所述螺栓对应的螺栓孔，所述夹具架二通过所述螺栓固定在所述工作台上。
所述刀杆靠近刀头的一端设有导油槽，所述控制器为可编程逻辑控制器、单片机或工控电脑中的一种，所述刀杆的外径与前馈波导管的内径相等。
本实用新型使用时，夹具组件在电机的带动下旋转，从而带动工件（未经加工的前馈波导管，即铝管或合金管）旋转，刀杆带动刀具组件沿轴向滑动，刀杆不旋转，从而避免现有技术中加工大长径比前馈波导管时出现的刀具变形量大导致加工精度差的问题。由于在加工时刀杆及刀具组件不旋转，因此不存在现有技术中因刀杆过长导致刀具在旋转时偏心率高的问题，因此在加工大长径比的前馈波导管时加工精度高，且由于刀具组件能够沿着刀杆的径向做伸缩运动，因此在加工时既能加工前馈波导管（齿形面为圆形）也能加工其他型号的波导管（例如齿形面为正弦波形）。加工前馈波导管时刀具组件需要重复完成整套的进刀退刀动作，在加工齿形面为正弦波形的波导管时仅需要刀具组件始终保持与波导管内壁的接触（即始终处于切削状态不退刀）直到整个波导管加工完毕。通过刀具组件实现刀杆径向的进刀退刀动作，在实际使用时能够加工不同型号的波导管，使用范围广。刀头的伸缩可以通过控制器控制控制，从而能够在加工过程中既能加工出齿形面为圆形的波导管又能加工出齿形面为正弦波形或其他形状的齿形面，从而能够加工多种型号的波导管，使用范围广。电机带动主主动夹具旋转，再利用使用状态下的波导管作为传动组件带动从动夹具旋转，在加工过程中夹具组件处于旋转状态，也就是波导管处于旋转状态，不需要刀具旋转，即使需要加工的波导管长度长，处于刀杆末端的刀具也不会出现因为偏心率过高而导致的精度降低的现象。在加工过程中刀杆始终处于波导管内，一方面用于驱动刀头水平进动，另一方面由于刀杆的外径与波导管的内径相同，在加工过程中能够对波导管起到额外的支撑作用，从而保证波导管在加工过程中能够保持水平，从而防止因波导管过长导致在夹持过程中出现波导管的微量变形，提升加工精度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图，
图2是图1的左视图，
图3是本实用新型中刀杆端头处结构示意图，
图4是图3中A-A剖视图，
图5是图3中B-B剖视图，
图6是图3中C-C剖视图，
图7是图5中D处放大结构示意图，
图8是本实用新型中刀杆端头处结构示意图二，
图9是图8中E-E剖视图，
图10是图9中F处放大结构示意图，
图11是本实用新型使用状态参考图，
图12是本实用新型中波导管结构示意图，
图13是图11中G处放大结构示意图；
图中1是导轨，11是工作台，12是导向套，13是刀杆，131是导油槽，2是刀具组件，21是基座，211是刀具槽，212是刀头， 31是夹具架，301是主动夹具，302是从动夹具，41是滑块，42是步进电机一，51是驱动杆一，52是球头，53是驱动杆二，54是凸轮，6是波导管，7是齿形面。
具体实施方式
本实用新型如图1-13所示，大长径比前馈波导管加工装置，设于机架上，由控制器控制，包括导轨1、进动机构、刀具组件2和至少两组夹具组件；
所述导轨1固定在所述机架上且沿所述机架的长度方向设置，所述导轨的首端设有进动机构，所述进动机构在所述导轨上滑动，所述机架上还固定有工作台11，所述工作台11设于所述机架远离所述导轨首端的一侧；
所述导轨的末端设有导向套12，所述导向套内套设中空的刀杆13，所述刀杆的首端固定在所述进动机构上，所述刀具组件设于所述刀杆13的末端；
所述夹具组件分别可拆卸的设于所述工作台11的首端和末端，所述工作台11上设有至少两组夹具架31，每个所述夹具组件设于一个夹具架上，且在所述夹具架内旋转，其中一个所述夹具架上固定设有电动机32，所述电动机带动其中一个夹具组件旋转；
所述夹具组件的轴心、导向套的轴心与所述刀杆的轴心平齐。使用时，夹具组件在电机的带动下旋转，从而带动工件（未经加工的前馈波导管，即铝管或合金管）旋转，刀杆带动刀具组件沿轴向滑动，刀杆不旋转，从而避免现有技术中加工大长径比前馈波导管时出现的刀具变形量大导致加工精度差的问题。由于在加工时刀杆及刀具组件不旋转，因此不存在现有技术中因刀杆过长导致刀具在旋转时偏心率高的问题，因此在加工大长径比的前馈波导管时加工精度高，且由于刀具组件能够沿着刀杆的径向做伸缩运动，因此在加工时既能加工前馈波导管（齿形面为圆形）也能加工其他型号的波导管（例如齿形面为正弦波形）。加工前馈波导管时刀具组件需要重复完成整套的进刀退刀动作，在加工齿形面为正弦波形的波导管时仅需要刀具组件始终保持与波导管内壁的接触（即始终处于切削状态不退刀）直到整个波导管加工完毕。通过刀具组件实现刀杆径向的进刀退刀动作，在实际使用时能够加工不同型号的波导管，使用范围广。
所述进动机构包括滑块41、步进电机一42和螺杆，所述滑块41在所述导轨1上滑动，所述导轨中间沿长度方向设有容置槽，所述螺杆置于所述容置槽内且由所述步进电机一42带动旋转；
所述螺杆上套设有螺杆套，所述螺杆套与所述滑块41固定连接，所述螺杆套沿所述螺杆往复运动，所述刀杆的首端固定在所述滑块41上。进动机构中由控制器控制的步进电机带动螺杆旋转，从而使得滑块沿着螺杆的轴向动作，从而推进刀杆进动，也就是刀杆在加工时伸入波导管的内壁进行加工，刀杆在步进电机的驱动下仅进行轴向的行进运动，并不进行旋转运动，从而在加工过程中避免现有技术中加工时出现的刀头旋转偏心率大的问题，确保加工精度。且刀杆的直径与波导管的内径相同，在加工大长径比的波导管时可以起到支撑作用，防止波导管在加工时因为长度较长出现弯折现象，确保加工精度高。
所述刀具组件2包括设于所述刀杆13端头的基座21，所述基座21上对称设有若干刀具槽211（至少一组刀具槽），所述刀具槽内放置刀头212，所述刀具槽内设有伸缩驱动机构，所述径向驱动机构由步进电机二控制驱动所述刀头伸缩。加工过程中需要通过刀头沿刀杆直径方向伸缩，完成切削过程中切削深度的加工，通过控制器控制身伸缩量从而控制切削深度。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆一51，所述驱动杆一51的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆一51的另一端设有球头52，所述球头固定连接在所述驱动杆的另一端，所述球头的外缘与所述刀头接触。当需要控制切削深度时，控制器给出一个控制信号，步进电机二就转动一定角度，此时驱动杆一沿轴向进动一定距离（进动的距离与切削深度相同）驱动杆端头的球头向前动作从而压迫刀头伸出，当需要缩回刀头时步进电机二向相反方向转动，使得球头复位，从而带动刀头复位。完成一次切削。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆二53，所述驱动杆二53的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆二的另一端设有凸轮54，所述凸轮的外缘与所述刀头接触。利用齿轮啮合传动使得驱动杆二旋转，从而使得固定在驱动杆二上的凸轮转动，顶出刀头，当需要缩回刀头时则继续驱动驱动杆二旋转，从而使得凸轮的边缘（非凸起部分）从而使得刀头缩回。
所述径向驱动机构包括设于所述刀杆内部的驱动杆三，所述驱动杆三的一端通过齿轮啮合与所述步进电机二连接，所述驱动杆二的另一端设有偏心轮，所述偏心轮的中心设于所述驱动杆二的另一端上，所述偏心轮的偏心设有传动杆，所述传动杆的一端铰接在所述偏心上，所述传动杆的另一端铰接在所述刀头上。利用驱动杆带动偏心轮旋转，从而使得偏心轮的偏心旋转，带动传动杆升降，从而推动刀头伸缩。
刀头的伸缩可以通过控制器控制控制，从而能够在加工过程中既能加工出齿形面为圆形的波导管又能加工出齿形面为正弦波形或其他形状的齿形面，从而能够加工多种型号的波导管，使用范围广。
所述夹具组件包括一个主动夹具301和至少一个从动夹具302，主动夹具和从动夹具分别设于不同的夹具架31上，所述主动夹具包括套筒一，所述套筒一设于夹具架一上，且所述套筒一绕轴心旋转，所述夹具架一上设有电机，所述电机通过皮带带动套筒一旋转；所述从动夹具包括套筒二，所述套筒二设于夹具架二上，且所述套筒一绕轴心旋转；所述套筒一和套筒二的内壁上均对称设有若干夹块槽，每个所述夹块槽的底部均设有调节孔，所述调节孔为螺纹通孔且每个所述调节孔内设有调节螺栓，每个所述夹块槽内均设有夹块，所述夹块与所述夹块槽侧壁接触的部分设有导向槽，所述夹块槽的侧壁上对应设置导向块。电机带动主主动夹具旋转，再利用使用状态下的波导管作为传动组件带动从动夹具旋转，在加工过程中夹具组件处于旋转状态，也就是波导管处于旋转状态，不需要刀具旋转，即使需要加工的波导管长度长，处于刀杆末端的刀具也不会出现因为偏心率过高而导致的精度降低的现象。在加工过程中刀杆始终处于波导管内，一方面用于驱动刀头水平进动，另一方面由于刀杆的外径与波导管的内径相同，在加工过程中能够对波导管起到额外的支撑作用，从而保证波导管在加工过程中能够保持水平，从而防止因波导管过长导致在夹持过程中出现波导管的微量变形，提升加工精度。
所述夹具架二可拆卸的设于所述工作台上，所述工作台上沿工作台的长度方向上设有若干调节槽，所述调节槽内设有调节块，所述调节块在所述调节槽内滑动，所述调节块上固定有螺栓，所述螺栓伸出所述调节槽；
所述夹具架二与所述工作台接触的部分设有向外的翻边，所述翻边上设有与所述螺栓对应的螺栓孔，所述夹具架二通过所述螺栓固定在所述工作台上。从动夹具在工作台上能够调节位置，使得主动夹具和从动夹具之间的距离可调节，能够适应不同长度的波导管。固定时采用螺母套设在螺栓上并拧紧每次是调节块在螺栓的作用下雨调节槽的上端面贴合并产生较大的摩擦力，避免固定后的从动夹具沿着调节槽滑动；当需要调节从动夹具的位置时，松开螺母，使得调节块因自身重力下落到调节槽的底部，从而能够调节位置，当调节完成后再次拧紧螺母，固定从动夹具的位置，完成调节。
所述刀杆的靠近刀头的一端设有导油槽，所述控制器为可编程逻辑控制器、单片机或工控电脑中的一种，所述刀杆的外径与前馈波导管的内径相等。在加工过程中刀杆始终处于波导管内，一方面用于驱动刀头水平进动，另一方面由于刀杆的外径与波导管的内径相同，在加工过程中能够对波导管起到额外的支撑作用，从而保证波导管在加工过程中能够保持水平，从而防止因波导管过长导致在夹持过程中出现波导管的微量变形，提升加工精度。
在加工过程中，需要采用切削液对刀头进行润滑，起到降低刀头温度以及冲洗切削废料的作用。加工过程中多余的切削液沿着导油槽排出，同时对导向套和刀杆接触的部分起到润滑作用。
大长径比前馈波导管加工装置的工作方法，按如下步骤工作：
1）上料
1.1）将铝管通过夹具组件夹持在工作台上，
1.2）通过螺栓调整夹块位置，确保铝管水平；通过调节块微调波导管的位置使得波导管的中心、刀杆的中心处于同一中心线上，确保加工时的加工精度，若波导管长度过长，可以在工作台上增加从动夹具，一根波导管采用多个夹具夹持，有效避免夹持过程中因波导管自身重力导致的微量变形。
2）加工
2.1）电机通过带动主动夹具旋转从而带动铝管和从动夹具同轴旋转，采用多组从动夹具夹持同一波导管，从而有效降低长直波导管在旋转时的偏心率，提升了加工精度。
2.2）步进电机旋转一个固定角度，带动丝杆正向旋转，丝杆驱动滑块前进，滑块带动刀杆前进，刀杆进入前馈波导管内部，刀杆的直径与波导管的内径径相同，在加工的同时起到支撑作用，在加工过程中刀杆仅在滑块的推动下做直线运动，因此，能够保障刀头在切削时不会出现偏心现象，提升了加工精度。刀头在切削时仅波导管本身在旋转，刀头并不旋转，不存在因刀杆过长导致的刀头旋转偏心大的情形，因此能够以较高的精度加工，提升了加工精度。
2.3）步进电机二带动刀头伸出，进行切削，当需要进行切削时步进电机二带动刀头伸出，从而能够进行切削，在切削时刀头仅沿刀杆径向伸缩，不进行旋转，因此刀头不会产生大的偏心，从而导致了加工精度高。
2.4）步进电机二带动刀头复位，第一次切削完成，完成一次切削后刀头复位，此时再次控制步进电机一动作，刀头向前进动，重复进行切削，直到整个波导管加工完成。
2.5）重复步骤2.2）~步骤2.4），直到完成整个前馈波导管的加工；
3）退刀
3.1）步进电机二带动刀头复位后停止运行，步进电机二在整个加工工序完成后带动到头复位，复位后步进电机二即停止，使得刀头锁死，防止在退刀过程中刀头误动作划伤加工好的波导管内壁。
3.2）步进电机一连续运转，带动丝杆反向旋转，退刀完成；步进电机一反向旋转，刀杆带动刀头退出，在退出时仍然需要喷射切削液，一方面起到润滑作用，防止退刀时刀杆与波导管内壁摩擦，损坏波导管，另一方面利用切削液对加工面（就是波导管内壁）进行冲洗，使得残留在波导管内壁中的废料被冲洗出来，减少废料残留，降低后续清洁工序的工作强度。在退刀过程中波导管仍然在旋转，降低退刀时刀杆与波导管内壁的摩擦，使得退刀更加顺畅，同时也保护了加工面。
4）退料
4.1）电机停止旋转，松开调节螺栓，松开调节螺栓后可以抽出调节块，使得夹具与波导管之间的间隙变大，便于取出波导管。
4.2）取出夹块，抽出前馈波导管，完毕。