波導(dǎo)管折彎工藝研究及自動折彎機的設(shè)計

彭威

（廣州市吉峰金屬塑膠制品有限公司，廣東 廣州 510630）

雷達饋電網(wǎng)絡(luò)運行中存在很多波導(dǎo)管，波導(dǎo)管的彎曲加工質(zhì)量直接影響著雷達系統(tǒng)的性能。在傳統(tǒng)彎曲加工中，主要使用刻紋類型、剛性芯棒類型、柔性芯棒類型與內(nèi)部填充類型的加工方式，工作效率低，成品的成型數(shù)量少，且在使用中存在加工困難的問題。因此，在波導(dǎo)管折彎工藝應(yīng)用中，需合理使用彎曲波導(dǎo)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焊接件，以簡化整體流程，降低生產(chǎn)期間的成本支出，提升設(shè)備加工的可靠性和有效性。

1 波導(dǎo)管彎曲成型特征分析

1.1 需達到的技術(shù)指標(biāo)分析

首先，需進行E與H面的彎曲處理，將彎曲角度控制在30°～150°之間，且精確度要在±1.6°左右；其次，E面的最小彎曲半徑長度需達到21 mm左右，H面需達到41 mm左右；最后，內(nèi)腔變形也要將截面尺寸嚴(yán)格控制在0.05 mm以內(nèi)，且要符合電氣性能相關(guān)要求。

1.2 特點分析

在波導(dǎo)管彎曲加工工作中，不僅會出現(xiàn)橫截的形狀變化，還會發(fā)生壁厚的變化。所以，在彎曲工藝加工中，需重點關(guān)注內(nèi)腔尺寸的情況，了解具體的變化量。在針對管材進行彎曲處理期間，需了解內(nèi)側(cè)部分受壓變形情況，明確厚度與寬度特點。對于外側(cè)面的受拉力變形而言，主要表現(xiàn)在壁厚的增加與減少方面，且側(cè)面寬度也會決定波導(dǎo)管的實際特點。

1.3 彎曲變形應(yīng)力應(yīng)變情況分析

對于波導(dǎo)管而言，與圓管相比，矩形管形狀并不是自支撐結(jié)構(gòu)，且在彎曲期間，不能保證圓周金屬形成內(nèi)弧線與外弧線的流動性，因此，在矩形管實際分析中，很難形成小半徑的彎曲狀態(tài)。

通常情況下，在實際工作中，可以假設(shè)金屬材料拉伸與壓縮都會產(chǎn)生同一變形抵抗力，且可以利用均一方式表達金屬機械性能，進而可形成同一應(yīng)力的拉伸與壓縮方式。在波導(dǎo)管模具與芯棒實際分析期間，可以將其作為剛體結(jié)構(gòu)，認(rèn)為管材內(nèi)腔幾何尺寸不會發(fā)生任何變化，只需開展管壁應(yīng)力應(yīng)變方面的分析工作即可。在開始彎曲加工的時候，中性材料與管材之間出現(xiàn)重合現(xiàn)象，在增加變形之后，中性材料會出現(xiàn)部分移動的現(xiàn)象，而拉伸的區(qū)域逐漸增加，壓縮的結(jié)構(gòu)減少，外側(cè)的壁厚呈現(xiàn)明顯的變薄趨勢。

在處理形態(tài)為軟化特征的波導(dǎo)管期間，可以忽略彈性變形問題，如果R/B的數(shù)值很小，那么變形的數(shù)量就會很大，材料會處于塑性的狀態(tài)，管材也會受到一定的軸向應(yīng)力。在彎曲前后，如果能夠保持中性層位的位置不發(fā)生變化，那么，可以將Y作為主要的坐標(biāo)點，利用公式AY＝AS＋gb，其中，G＝Y(jié)/B表示纖維層的應(yīng)力狀況。在斷面假設(shè)的過程中，如果處于理想狀態(tài)，那么可以利用圖1表示橫斷面的應(yīng)力分布情況。

圖1 波導(dǎo)傳輸管結(jié)構(gòu)圖

假設(shè)管件在實際加工的過程中彎曲角度為A，并且中性層與管件之間相互重合，那么，中性層應(yīng)力長度可以利用公式表達為L＝RA，在實際計算材料期間，最外層的長度可以利用公式表達為L＝（R＋B/2）A，對于管材彎曲的內(nèi)側(cè)材料而言，其長度為l＝（R－B/2）A.

2 自動波導(dǎo)管的彎曲設(shè)計措施

2.1 設(shè)計工作的具體技術(shù)方式分析

設(shè)計工作的具體技術(shù)方式如下：①在彎曲設(shè)計工作中，需全面了解機理情況，針對應(yīng)力進行合理測試，全面了解材料變形特點與狀況；②反復(fù)實驗，然后針對各類狀況之下的波導(dǎo)管彎曲變形數(shù)據(jù)信息進行分析，得到準(zhǔn)確的拉伸極限參數(shù)結(jié)果；③制訂完善的彎曲熱處理方案，明確各方面工作規(guī)范內(nèi)容，使得波導(dǎo)管在彎曲期間，彎曲力量與主推力量大小符合規(guī)定；④合理旋轉(zhuǎn)折彎的芯子材料與芯子形狀；⑤按照折彎角度的相關(guān)精確度規(guī)范，合理開展電控機的設(shè)計工作；⑥在實際設(shè)計期間，需合理生產(chǎn)波導(dǎo)管的機械。

2.2 明確彎曲機械的系統(tǒng)構(gòu)成情況

在波導(dǎo)管自動折彎機械實際運行的過程中，主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)為夾緊系統(tǒng)、裝料卸料系統(tǒng)、軸向頂推系統(tǒng)、主回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、控制與動力系統(tǒng)等。在裝料機實際運行的過程中，可以實現(xiàn)夾緊系統(tǒng)的配合工作，針對芯子材料進行合理的安裝與夾緊。對于控制系統(tǒng)而言，主要針對彎曲角度進行全面的控制。而液壓缸驅(qū)動齒條在實際運轉(zhuǎn)的過程中，可以實現(xiàn)科學(xué)地彎曲加工的目的，全面提升整體加工工作水平，滿足當(dāng)前的發(fā)展需求。對于夾緊系統(tǒng)而言，在實際運行中主要使用曲柄連桿方式設(shè)計，能夠在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力較小的情況下，形成很高的緊鎖限制力量，以此加強成型期間模具夾緊狀態(tài)的控制[1]。

對于裝料與卸料機械而言，可以根據(jù)相關(guān)折彎工作特征，使用雙L類型的剖分式組合方式對腔結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計，且在設(shè)計工作中，需針對矩形腔進行嚴(yán)格的探討與分析，沿著對角線的實際方向進行剖分處理。如果機械處于夾緊退出的轉(zhuǎn)臺，那么管材就會與模具出現(xiàn)自動脫離的現(xiàn)象，以此來完成卸料工作任務(wù)。

在軸向頂推系統(tǒng)的實際運行期間，主要是在波導(dǎo)管彎曲加工工作中，依據(jù)曲半徑數(shù)據(jù)信息對推力的大小進行調(diào)整，能夠減少現(xiàn)行問題，并且在壓力調(diào)整的過程中，能夠提升頂推力的可靠性和有效性，提升裝卸芯棒工作效果[2]。

在主回旋系統(tǒng)的實際運行期間，主要使用齒輪齒條系統(tǒng)進行處理，能夠在液壓缸的驅(qū)動之下，形成齒條的帶動旋轉(zhuǎn)，全面提高驅(qū)動力，且增強結(jié)構(gòu)的緊湊性，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，增強回轉(zhuǎn)速度均勻效果，以免造成沖擊性影響[3]。

在自動控制系統(tǒng)實際運行期間，主要使用的是機電一體化控制技術(shù)方式，能夠充分發(fā)揮其中編程控制器的積極作用，實現(xiàn)機械協(xié)調(diào)動作管理的目的，還能夠使用旋轉(zhuǎn)編碼器對彎曲角度進行合理的測量與反饋，以此提升整體工作水平。

3 結(jié)束語

波導(dǎo)管自動折彎機械的使用，能夠改革傳統(tǒng)的彎曲加工方式，除了可以縮短整體生產(chǎn)工作周期之外，還可以降低生產(chǎn)成本，提升彎曲加工的經(jīng)濟效益。經(jīng)過調(diào)查可以得知，加工周期可以縮短90%左右，生產(chǎn)成本可以降低95%左右，且成品率在95%左右。

［1］董鍵，崔秀芝.波導(dǎo)管中微波波長測量方法的研究［J］.物理實驗，2013（8）：30-32，36.

［2］濰坊奧騰冷彎機械有限公司.工具箱自動折彎機：中國，CN201710382122.5［P］.2017-08-11.

［3］廣州康美風(fēng)空調(diào)設(shè)備有限公司.自動折彎機：中國，CN201720098378.9［P］.2017-09-15.