专利名称：一种螺旋线外圆磨加工方法
技术领域：
本发明属于微波电真空领域，涉及行波管的慢波组件中螺旋线加工方法，尤其涉及一种螺旋线外圆磨加工方法。
背景技术：
在微波领域中，行波管是将带宽与增益结合最好的器件，其中螺旋线行波管应用最为广泛。螺旋线行波管的高频电路一般是一根螺旋线型金属丝或者金属带，由三根或更多介质杆夹持并固定在金属管壳内。螺旋线型金属丝的基本作用提供一个轴向传播速度接近电子运动速度并具有足够强的轴向电场的高频电磁波，使电磁波与电子注相互作用使信号得到放大。金属丝被称做为螺旋线，为高频能量与和电子束能量交换和高频能量传输的载体，金属丝材料一般为带状结构，在行波管内部使用时为弹簧状，具有一定的内外径和一定的节距。螺旋线内外径尺寸比较小，外径由带材的厚度决定，一般随工作频率的增大呈递减趋势，且精度要求高，是影响行波管主要参数的关键部件。螺旋线材料通过特制的车床绕制在芯杆上，绕制结束后芯杆和螺旋线绕制成整体，然后进行后续的热处理、机械处理和化学处理，在这些后续的处理中螺旋线一直固定在芯杆上，保持绕制时的节距，在处理结束后取下芯杆，螺旋线就制作结束。在螺旋线的机械加工中，最重要的就是对螺旋线外径的加工。螺旋线在绕制过程带状的螺旋线材料在芯杆上形成一定节距的螺旋状，材料的外表面由于受力不均匀发生一定扭曲现象，造成绕制后的外表面存在毛刺、起皮、凹坑、分层等现象，对其表面光洁度造成一定的影响，严重增大了微波在传输过程的损耗，进而降低了行波管的互作用效率。故需要对其外表面进行加工，提高光洁度。同时螺旋线在装配过程中队内径、外径和厚度等尺寸都有很高的精度要求，绕制定形后的螺旋线表面质量差，同时形成后的外径精度低，也需要进行外径加工。在慢波系统装配过程中，还需要考虑慢波组件中的散热问题，因为慢波系统传输大功率的输出，同时内部的高能电子束截获到螺旋线内部形成大量的热量，如果热量散不出去会导致内部结构发生变化甚至烧毁慢波结构，这样对螺旋线的外径也有一定的平证度要求，这样才能够降低装配时的热阻，增加慢波系统的散热。以上可见螺旋线外径加工的重要性，但是螺旋线本身特点为节距精度高、截面尺寸小，易变形，很难进行机械加工。常规的机械加工由于切削力过大等因素会导致螺旋线节距发生变化甚至内外径的变化，致使螺旋线变差甚至报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何保证螺旋线在进行外径加工时，即保证节距精度不发生变化，又完成外径尺寸的加工和提高外径方向的表面光洁度。有鉴于此，有必要提供一种螺旋线外圆磨加工方法，通过控制磨床的转速、磨加工进给方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的数量等，完成螺旋线的外径进行加工。本发明是这样实现的，一种螺旋线外圆磨加工方法，其包括以下步骤
调节磨床状态，该磨床的转速为80-120转/分，该磨床的导轮在进行磨加工前相对导轮零刻度线偏转1.5° ；粗磨，将带芯杆的螺旋线放置在该磨床的导轨上，每次切削后，该螺旋线的待切削部位已经去除，并在该螺旋线的外表面形成新鲜的切削面，然后在进给的一侧螺旋线不 连续处去除切削后毛刺，每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向，每次的切削量为O. 01mm，磨削到剩余尺寸为O. 02mm时停止磨削；精磨，每次的切削量为O. 005mm,每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向。作为上述方案的进一步改进，在粗磨之前还包括以下步骤磨砂轮，在每次磨加工前，采用金刚笔磨快该磨床的砂轮和导轮，修复该砂轮和该导轮的表面质量。优选地，在粗磨与精磨之间还包括以下步骤用金刚笔对该磨床的砂轮和导轮进行修复表面。作为上述方案的进一步改进，该螺旋线外圆磨加工方法还包括以下步骤分组包装，加工后对螺旋线的外径表面质量进行检测，对外径尺寸进行按组分类，然后进行包装作为上述方案的进一步改进，该螺旋线外圆磨加工方法还包括以下步骤包装后送到后续工序中，在2小时内进行油封防止氧化。作为上述方案的进一步改进，该螺旋线外圆磨加工方法还包括以下步骤整个操作过程中恒定保持螺旋线节距。作为上述方案的进一步改进，该螺旋线外圆磨加工方法还包括以下步骤在磨加工后、测量外径前，用白棉布蘸酒精顺着螺旋线旋转方向轻轻擦拭螺旋线表面。作为上述方案的进一步改进,该磨床为无心磨床。作为上述方案的进一步改进，该螺旋线呈弹性螺旋状结构。本发明的螺旋线外圆磨加工方法，将已定形的和螺旋线和内部芯杆一起进行加工，同时控制磨床的转速、磨加工进给方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的数量等，完成螺旋线的外径进行加工，保证外径尺寸满足设计要求，提高外径方向的表面光洁度，同时保证螺旋线的节距不会发生变化。
图I是螺旋线磨加工前的结构示意图；图2是利用本发明实施方式提供的螺旋线外圆磨加工方法进行螺旋线磨加工时的结构不意图；图3是图2中螺旋线磨加工时局部放大的结构示意图。主要符号说明螺旋线I、芯杆2、螺旋线已切削部位3、切削面4、切削后毛刺5。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明的特征是一种螺旋线外圆磨加工方法，主要是通过控制磨床的转速、磨加工进给方向、每次磨加工的切削量、每批次加工的数量等，完成螺旋线外径加工。其中磨床的转速控制在一定范围内，保证磨床砂轮的切削力不至于过大，避免对螺旋线外径方向的破坏式影响，同时为保持螺旋线在磨床磨削方向的进给，对磨床的导轮方向进行调节。磨加工时，进给方向需根据切削的次数进行变化，避免同方向的进给对螺旋线材料单方面受力，同时单方面进给毛刺过大，难以进行去除。控制磨加工的切削量，可以有效的控制每次切削对螺旋线受力，避免造成节距的变化。控制每批次加工的数量，可以对磨加工时砂轮、导轮的状态进行控制，避免多次加工对状态发生改变，造成不必要的浪费。以某具体管型螺旋线为例，具体实施步骤如下螺旋线磨加工前的结构示意图如图I所示，其中螺旋线I和芯杆2经定形处理后为一整体，如果没有内部的芯杆结构，螺旋线I为弹性螺旋状结构，无法进行磨削加工，芯杆2主要支撑螺旋线1，保证螺旋线I的节距、外径等方向上无法移动，在此进行强调说明。在进行磨削加工，先对每批次的加工数量进行说明，加工过程中螺旋线I的外进行磨削，由于力的作用是相互的，也会对砂轮、导轮的表面有所影响，所以需要批次加工的数量进行规定。故在此规定当数量大于20个时，以20个螺旋线I为一批次进行加工；当数量小于20个时，作为一个批次进行加工。具体工艺如下I.调节磨床状态，磨床类型为无心磨床，磨床的转速为80-120转/分，导轮在进行磨加工前相对导轮零刻度线偏转I. 5°。2.磨砂轮，每次磨加工前，采用金刚笔磨快砂轮和导轮，修复其表面质量。3.粗磨，将带芯杆的螺旋线I放置在无心磨床的导轨上，每次进给的切削量为O. 01mm。螺旋线I在磨削时的结构示意图如图2和图3。每次切削后，螺旋线I已切削部位3已经去除掉，在螺旋线I的外表面形成新鲜的切削面4，然后在进给的一侧螺旋线I不连续处去除切削后毛刺5。每批次螺旋线I进行一次磨加工后改变进给方向。每次的切削量为O. 01mm。磨削到剩余尺寸为O. 02mm时停止磨削。4.精磨，当剩余尺寸为O. 02mm时，开始进行精磨。首先再次用金刚笔对砂轮和导轮进行修复表面。然后进行磨削，每次的切削量为O. 005mm。每批次螺旋线I进行一次磨加工后改变进给方向。5.加工后对螺旋线I的外径表面质量进行检测，对外径尺寸进行按组分类，然后进行包装。包装后送到后续工序中，在2小时内进行油封防止氧化。其中在操作中注意事项操作过程中不能碰乱螺旋线I的节距。磨加工后测量外径前，要用白棉布蘸酒精顺着螺旋线I旋转方向轻轻擦拭螺旋线I表面。这样螺旋线I外径就加工完成。该方法可以将螺旋线I的外径尺寸精度控制在O. 005mm以内，光洁度达到▽▽ 8以上的精度，同时在加工过程中不会影响已定形螺旋线I的节距。本发明螺旋线外圆磨加工方法的优点在于I.可满足螺旋线I外径光洁度的要求；2.可以满足螺旋线I外径尺寸加工的要求；3.在加工过程中不会影响已定形螺旋线I的节距。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，其包括以下步骤 调节磨床状态，该磨床的转速为80-120转/分，该磨床的导轮在进行磨加工前相对导轮零刻度线偏转I. 5° ； 粗磨，将带芯杆的螺旋线放置在该磨床的导轨上，每次切削后，该螺旋线的待切削部位已经去除，并在该螺旋线的外表面形成新鲜的切削面，然后在进给的一侧螺旋线不连续处去除切削后毛刺，每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向，每次的切削量为O. Olmm,磨削到剩余尺寸为O. 02mm时停止磨削； 精磨，每次的切削量为O. 005mm，每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向。
2.如权利要求I所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，在粗磨之前还包括以下步骤磨砂轮，在每次磨加工前，采用金刚笔磨快该磨床的砂轮和导轮，修复该砂轮和该导轮的表面质量。
3.如权利要求I或2所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，在粗磨与精磨之间还包括以下步骤用金刚笔对该磨床的砂轮和导轮进行修复表面。
4.如权利要求I所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，其还包括以下步骤分组包装，加工后对螺旋线的外径表面质量进行检测，对外径尺寸进行按组分类，然后进行包装。
5.如权利要求4所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，其还包括以下步骤包装后送到后续工序中，在2小时内进行油封防止氧化。
6.如权利要求I所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，其还包括以下步骤整个操作过程中恒定保持螺旋线节距。
7.如权利要求I或6所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，其还包括以下步骤在磨加工后、测量外径前，用白棉布蘸酒精顺着螺旋线旋转方向轻轻擦拭螺旋线表面。
8.如权利要求I所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，该磨床为无心磨床。
9.如权利要求I所述的螺旋线外圆磨加工方法，其特征在于，该螺旋线呈弹性螺旋状结构。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋线外圆磨加工方法，其包括以下步骤调节磨床状态，磨床的转速为80-120转/分，磨床的导轮在进行磨加工前相对导轮零刻度线偏转1.5℃；磨砂轮；粗磨，将带芯杆的螺旋线放置在磨床的导轨上，每次切削后，螺旋线的待切削部位已去除，并在外表面形成新鲜的切削面，然后在进给的一侧螺旋线不连续处去除切削后毛刺，每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向，每次的切削量为0.01mm，磨削到剩余尺寸为0.02mm时停止磨削；精磨，每次的切削量为0.005mm，每批次螺旋线进行一次磨加工后改变进给方向。本发明的优点在于满足螺旋线外径光洁度、外径尺寸加工的要求；不会影响已定形螺旋线的节距。
文档编号B24B5/22GK102922379SQ20121040580
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者吴华夏, 张文丙, 赵艳珩, 朱刚, 白卫星, 王鹏康, 刘志意, 张丽 申请人:安徽华东光电技术研究所