深槽八方波導器件的加工探究

宋金龍/中華通信系統(tǒng)有限責任公司河北分公司

深槽八方波導器件的加工探究

宋金龍/中華通信系統(tǒng)有限責任公司河北分公司

波導作為電子通信的核心器件，隨著通信要求的提高，其結構形式越來越多樣化，復雜化，對波導的加工提出了更高的要求。在某一通信工程中，有一特殊波導，傳統(tǒng)的加工方法無法滿足其加工要求。針對此特殊結構的波導器件，我們對其加工方法進行了探究，并且滿足了加工精度的要求，該器件在工程中滿足了設計要求的電氣性能指標。

波導；通信；結構；加工精度；電氣性能

引言

波導器件是電子通信的核心器件之一，對于電子通信系統(tǒng)的優(yōu)劣起著決定性的作用。一套的電子通信系統(tǒng)如果沒有優(yōu)良的波導元器件，其整體性能就會大打折扣。伴隨電子通信技術的日益發(fā)展，對電子通信中的關鍵元器件波導器件的要求越來越多元化。為了適應不同的電器性能，波導器件的結構勢必形式各異。優(yōu)秀的波導元器件，要有優(yōu)秀的建模、計算和仿真，設計出最適用于該通信系統(tǒng)的波導器件藍圖。要想實現波導器件的設計性能，必須要有高機械加工精度的加工手段保證設計藍圖的各項要求。所謂機械加工精度是指零件加工后實際幾何參數（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。[1]

最近在某項工程中，需要一類結構形式比較特殊的波導器件，稱它為深槽八方波導，其結構如圖1所示。

為了保證此波導器件的電氣性能，必須保證此波導器件的加工精度。此波導器件機械加工的難點和關鍵點是深窄環(huán)槽的加工和環(huán)槽與方孔加工平面的接平，保證平面與方孔的垂直度。

一、加工方案選擇

為了達到加工精度，解決加工中的難點和關鍵點，要確定正確的加工方案是必須先行的，參照以往波導器件的加工方法，提出以下幾個方案擬作考慮：

（一）傳統(tǒng)整體式機械加工方案

此方案采用整體下料，整體加工的方法加工方案。此方案思路比較簡練，采用車床加工深窄環(huán)槽，銑床加工8處方孔的方法進行加工。此加工方案有以下幾個弊端：

1.深窄環(huán)槽車床加工成形難度大。此環(huán)槽深度寬度比較大，加工時需磨制專用成型刀具，道具窄長，剛度差。加工時，由于刀具剛度的降低，刀具在進行切削時就會發(fā)生振動。刀具的振動會降低加工的尺寸精度和表面粗糙度，影響波導器件的電氣性能。

2.環(huán)槽尺寸無法精確測量，環(huán)槽隱藏在器件內部，常規(guī)量具無法直接測量到環(huán)槽內部，對于環(huán)槽的尺寸精度無法控制，尺寸精度依賴于機床和刀具的精度。

3.無法保證缺口與環(huán)槽的接平。銑刀銑削缺口時，環(huán)槽是隱藏在器件內部的，銑床無法找正環(huán)槽。加工缺口失去了加工基準，就無法保證環(huán)槽與缺口共勉的準確性，形成加工臺階，加工臺階等不光滑缺陷，會給波導器件的電氣性能帶來極其惡劣的影響。

（二）采用電加工環(huán)槽，機械加工缺口的辦法

此方案用電加工環(huán)槽，在采用銑床加工8處方孔的方法進行加工。此方法也有個弊端：采用電加工加工環(huán)槽，避免了刀具和機床對加工精度的影響。但是電加工需要制作復雜的加工模具，加工周期長，加工成本昂貴；而且和傳統(tǒng)整體式機械系加工方案存在的問題(2),問題(3)同樣存在。

（三）拆分式機械加工方案

此方案采用將波導器件從中間拆分成兩段，兩段分別運用機械進行預加工，兩段裝配后在進行加工的方法。此方案從環(huán)槽右端拆開，將波導器件拆分為前后兩段，兩段分別加工。拆分后，深槽和8處缺口在前半段上加工，缺口和環(huán)槽成為開式結構，加工時便于加工與測量，可以有效得提高環(huán)槽與缺口機械加工精度。

通過以上利弊的比對，決定采用拆分式機械加工方案。

二、加工方案的制定

拆分式機械加工方法必須保證前半段和后半段各圓同軸度，保證方孔與8處平面的垂直度，保證前半段和后半段平面的平面度。為了達到以上要求，將前后半段拆分如圖2：前后半段通過止口定位保證各圓的同軸度；前半段8處平面預加工一定深度（留有加工余量），平面和方孔的一次裝夾加工成型，保證平面與方孔的垂直度；兩段分別機械加工完成后，用6個螺栓連接前后半段，并用2個定位銷貫穿前后半段，保證連接后的兩段不會產生相對于軸向的旋轉運動；兩段連接完畢后，找正前半段與方孔垂直的預加工平面，加工前后段平面深度達圖；加工后能保證前后半段最終加工平面與方孔的垂直度，前后半段平面一次加工成形，保證了最終平面的平面度；2個貫穿前后半段的定位銷，限制了兩者相對于軸線的旋轉位移，保證了兩者最終形成平面的平面度不被破壞。

三、加工方案的驗證

加工方案的優(yōu)劣僅限于理論的支持是不夠的，要有實際加工結果的支持才是圓滿的。為此將此波導器件按拆分式機械加工的方案進行了加工：先將前后半段分別加工完成，保證各自的尺寸精度和形位公差和粗糙度，在將前后半段裝配在一起，并進行最終的加工。

加工完畢后，對波導器件進行了電氣性能測試，各項指標均達到了設計要求的指標，圓滿解決了本工程波導器件加工的難題。

四、結論

拆分式機械加工深槽八方波導的方法，得到了理論的支持和實際工程的驗證，對于類似形式的波導器件加工方法的探究做出了有益的嘗試，為波導器件的加工開拓了思路。

[1] 楊叔子 機械加工工藝師手冊，北京；機械工業(yè)出版社，2001.8 .

宋金龍（1977—）男，河北定州人，工程師，主要從事天線制造工藝。