Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бушминский, И. П. Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
110
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
9.95 Mб
Скачать

тактной поверхности, точности расположения базирую­ щих элементов. Все это вызывает резкий рост себестои­ мости контактных фланцевых соединений. Загрязнения и окислы могут стать причиной сильного ухудшения ка­ чества контакта. Поэтому контактные фланцы редко ис­ пользуются в полевых условиях и измерительной аппа­ ратуре.

На практике широко применяются плоские фланцы с упругими контактными прокладками, которые имеют лепестки, разведенные в противоположные стороны так, что при соединении фланцев между стенками волновода образуется электрический контакт (рис. 1.37). Проклад­ ки обеспечивают хороший электрический контакт неза­

висимо от рабочей частоты

волновода и имеют КСВН

менее 1,002. П л о с к и е

в о л н о в о д н ы е ф л а н ц ы

(рис. 1.38) могут изготавливаться из листового материа­ ла. Лист режется на заготовки требуемого размера, ко­ торые рихтуются в штампе до требуемой плоскостности. Окно в заготовке фрезируется (в мелкосерийном произ­ водстве) или вырубается в штампе (в серийном произ­ водстве). После вырубки окна в штампе необходима дополнительная рихтовка заготовки. В зависимости от требуемой точности на размеры окна фланца его калиб­ ровку можно осуществить протягиванием (фланцы соби­ раются в пакет и протягиваются без закрепления) или обработкой в штампе.

Хорошие результаты дает использование для изготов­ ления плоских фланцев не листового, а профильного ма­ териала — бруса с прямоугольным продольным отвер­ стием. Промышленностью выпускаются такие заготовки, например из сплава АД-33, СТУ 14-16-61 с размерами окна 25x12. Тогда технологический процесс состоит в от­ резке заготовки требуемой толщины и калибровке окна протягиванием. Трудоемкость изготовления плоских фланцев из профильного материала на 60% ниже, чем из листового.

К о н т а к т н ы е п р о к л а д к и изготовляются из ли­ стовой бронзы БрБ2М ГОСТ 1789—60, которую предва­ рительно термообрабатывают. Затем лист прокатывают на вальцах, уменьшая толщину на 10—15% против ис­ ходной. Эта операция производится для повышения уп­ ругих свойств материала. У прокладок для волноводов сечением от 11 Х5,5 до 58X25 мм контуры и все отвер­ стия вырубаются в штампе за одну установку.

60

При конструировании оснастки для изготовления прокладок необходимо учитывать изменение размеров прокладок после окончательной термообработки (обла­ гораживания), которое в направлении проката состав­ ляет 0,1—0,15%, а перпендикулярно ему — 0,15—0,25%.

Вырубка контактных лепестков и их гибка выполня­ ются также в штампах. Вначале пробиваются прорези по двум широким сторонам окна, затем по двум узким. Штамповка прорезей шириной 0,1—0,3 мм на контакт­ ных прокладках выполняется следующим образом: про­ рези подрезаются по двум широким сторонам окна, за­

тем заготовка поворачивается в плоскости на

180° и тем

же штампом подрезают прорези заданной

ширины.

Штамп конструируется так, что рез смещен относитель­ но оси прорези на 0,05—0,15 мм. Для окончательной термообработки прокладки собирают в приспособление, где каждая деталь укладывается отдельно между пла­ стинами и пакет сжимается. В приспособление помеща­ ют и образцы — свидетели, по которым контролируется качество термообработки.

После термообработки для снятия заусенцев и притгпления острых граней прокладки электрополируют. Полированные прокладки кадмируются, а затем обезводороживаются при 180—190° С в течение 2,5—3 ч.

Все прокладки проходят механическую тренировку, заключающуюся в 23—30-кратном сжатии, до полного выпрямления лепестков. Цель тренировки — повышение упругости лепестков за счет появления в них внутренних напряжений.

В мелкосерийном и опытном производстве для полу­ чения контактных прокладок можно пользоваться мето­ дом травления. При этом достигается точность в преде­ лах ±0,1 мм при толщине материала до 0,15 мм. По­ верхность бронзовой заготовки с двух сторон покрывают защитной маской по способу, используемому при произ­ водстве печатных схем. Незащищенные места вытравли­ ваются в растворе хлорного железа (удельный вес 1,36) при 45—50° С. После оформления контура заготовка кон­ тактной прокладки обрабатывается аналогично изло­ женному ранее.

Д р о с с е л ь н ы е ф л а н ц ы и с п о л ь з у ю т в си­

стемах, часто подвергающихся разборке

или при малых

относительных перемещениях

элементов

волноводного

тракта. Дроссельный фланец

работает

на основе чет-

61

(— ~

Л

--—

<1

ч

)

3

 

а

т - м л

Г7барит ы Ь

8 А + 2 4 А

S

+ 15

Рис. 1.3Э. Плоский волноводный фланец

Рис. 1.40. Дроссельный волноводный фланец

вертьволновой линии, нагруженной на бесконечное со­ противление, и способен создать бесконтактное короткое замыкание между стенками волноводов (рис. 1.39). При изготовлении фланцев в зависимости от конструктивного оформления используются различные технологические приемы.

Дроссельные волноводные фланцы (рис. 1.40) в мел­ косерийном производстве изготавливают на универсаль­ ных металлообрабатывающих станках, в серийном — применяют штамповку жидкого металла или горячую штамповку. В табл. 1.16 приведены данные по трудоем­ кости процессов горячей штамповки фланцев (и штам­ повки жидкого металла). По сравнению с получением квадратных дроссельных фланцев па универсальном ме­ таллообрабатывающем оборудовании трудоемкость их изготовления с использованием горячей штамповки или штамповки жидкого металла снижается в среднем на 40%. Горячей штамповкой и штамповкой жидкого металла изготавливают фланцы из латуни марок ЛС59-1, Л62 и алюминия марок АК6, Д1.

Технологический процесс изготовления заготовок вол­ новодных фланцев штамповкой жидкого металла обеспе­ чивает получение ажурной конструкции фланцев с реб­ рами жесткости, расположенными перпендикулярно к ос­ новной плоскости. Заготовки при этом обладают повы­ шенными механическими свойствами, так как структура металла получается однородной, мелкозернистой, без га­ зовых пор и раковин.

Этот процесс заключается в следующем. Штамп ус­ танавливается на плиту' пресса и нагревается до темпе­ ратуры 150—200° С электронагревателями. Полость мат­ рицы и рабочая часть пуансона покрывается смазкой следующего состава:

а) для алюминиевых сплавов — пчелиный воск или касторовое масло с добавкой 5—10% серебристого гра­ фита,

б) для медных сплавов — машинное или веретенное масло с добавкой 5—10% серебристого графита.

В полость матрицы заливается дозированная порция металла. Температура алюминиевых сплавов при залив­ ке должна быть 660—680° С, медных — 960—1000° С. Металл выдерживается в матрице до появления на по­ верхности жидкой ванны тонкой корочки. Затем к пуан­ сону прикладывается плавно растущее до номинального

63

Т а б л и ц а ' 1.16

 

 

 

 

 

 

 

 

Трудоемкость операции,

н.ч, для фланцев размерами

 

Методы штамповки

Оборудование

 

Оснащение

 

35x35x7,5 мм

 

80x80x21 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твспом.

 

Тоснов.

 

Твспом.

Тоснов.

 

 

 

 

Штамповка жидкого металла

 

 

 

 

 

L

Операция

плавнль-

Плавильная печь типа

Графитовые тигли

0,25

Для

медных

сплавов

0,25

0,004

 

ная

 

ИО-102 (от высоко­

 

 

 

 

0,002

 

 

 

 

 

 

частотной установки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МГП-103)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздаточная печь Г-65

 

 

 

 

 

 

 

 

0,002

 

 

 

Плавильная печь типа

Чугунные тигли

0,25

Для

алюминиевых

0,25

 

 

 

САТ-0,25

печь ти-

 

 

 

 

сплавов 0,001

 

 

 

 

 

Раздаточная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>. Операция

штампо-

па САТ-0,15

 

Универсальный

блок

 

 

 

 

 

0,012

Фрикционный

пресс

0,25

Для

медных

сплавов

0,25

 

вочная

 

модели ФА-122, уси-

с

водяным

охлаж-

 

0,001

 

 

 

 

 

 

лие 63 Т

 

дением

 

 

Для

алюминиевых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сплавов

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячая штамповка

 

 

 

 

 

 

l

Операция

нагрева-

Камерная электропечь

 

 

 

0,5

Для

медных

сплавов

0,5

0,015

 

тельная

 

типа Н-30

пресс

Универсальный

блок

0,5

0,008

 

0,5

0,011

 

 

 

Фрикционный

Для

алюминиевых

 

 

 

модели ФА-124, уси-

с

водяным

охлаж-

 

сплавов 0,006

 

 

 

 

 

лие 160 Т

 

дением

 

 

 

 

 

 

 

Матрица

Пуансон

значения усилие. Штамповка заканчивается 2—3 удара­ ми пуансона.

Штамповка заготовок фланцев производится на гид­ равлических и фрикционных прессах. Удельное давление при штамповке должно быть не менее 0,8—1 Т/см2 для деталей весом от 0,1 до 1 кГ и не менее 1,3—1,5 Т/см2 для деталей весом от 1,5 до 5,5 кГ. При работе на фрик­ ционных прессах после заливки жидкого металла в по­ лость матрицы необходимо дать выдержку из расчета 2 сек на 10 мм высоты заготовки для предотвращения выброса жидкого металла.

Температура матрицы при работе не должна превы­ шать 400° С, а пуансона — 350° С.

При конструировании оснастки для изготовления фланцев методом штамповки жидкого металла необхо­ димо предусмотреть, чтобы разъем между матрицей и пуансоном находился в плоскости, проходящей через периметр наибольшей поверхности заготовки. Для того

чтобы распространение

фронта кристаллизации шло

в направлении места

приложения давления, наиболее

массивную часть заготовки

располагают в непосредст­

венной близости к пуансону

штампа.

Штамповочные уклоны для внутреннего контура за­ готовки можно найти из табл. 1.17 (см. рис. 1.41).

Т а б л и ц а 1.17

Глубина 1, мм

Уклон а,

град

До 25

3 - 5

Свыше 25 до 30

5—7

Свыше 30

7— 10 Рис. 1.41. Заготовка дроссельного

фланца к табл. 1.17

 

 

 

Т а б л и ц а 1.18

 

 

Наружные уклоны, град

Высота Я , Л, мм

а

Р

 

 

До 10

до 20

1

2—3

Свыше 10

1,5

3—5

Свыше 25

до 40

2

5

3— 3867

65

Эти уклоны для наружных поверхностей заготовок, штампуемых на фрикционных прессах, приведены в табл. 1.18 (см. также рис. 1.42). При штамповке заготовок на гидравлических прессах с неразъемной матрицей штам­

повочные уклоны

по

наружному

контуру

не делаются.

 

Все сопряжения поверхностей заготовки выполняют­

ся по радиусам,

иначе при штамповке в местах сопряже­

 

 

 

 

 

 

ний

появляются

тре­

 

 

 

 

 

R

щины

и

штампы

под­

 

 

 

 

 

вергаются

быстрому

 

 

 

 

 

3

Ч

 

V

'

V

износу. На необраба­

 

7

тываемых

поверхно­

L *

 

 

 

д

стях

сопряжения

по

 

 

 

наружному контуру за­

Рис.

1.42. Заготовка

дроссельного

готовки имеют радиусы

скругления не

менее

 

 

фланца к табл. 1.18

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5 мм,

на

обрабатываемых

 

му — не менее

по наружному контуру — не менее

2 мм,

по внутреннему — не менее 3,5 мм.

Односторон­

ние припуски на механическую обработку заготовки фланца, полученной штамповкой жидкого металла, прцведены в табл. 1.19.

 

 

 

Т а б л и ц а 1.19

 

Припуски на механическую обработку в зависимости

 

 

от чистоты обработки, мм

мм

 

 

 

 

V4

V6

V8

До 40

0,8

1,25

1,5

40+60

1,0

1,5

1,75

60+100

1,25

1,75

2,0

100+160

1,5

2,0

2,25

160+250

1,75

2,25

2,5

250+360

2,0

2,5

3,0

Допуски на размеры заготовки волноводного фланца, полученного штамповкой жидкого металла, можно опре­ делить из табл. 1.20.

Пример конструкции заготовки волноводного фланца, полученного штамповкой жидкого металла, приведен на рис. 1.43. В табл. 1.21 указаны основные размеры заго-

66

 

 

 

Т а б л и ц а 1.20

 

Допуск И,

ММ

Дополнительный плю­

Размер заготовки,

 

 

совой допуск на раз­

м м

(+)

( - )

меры, зависящие

 

от неточности дози­

 

 

 

ровки металла

До 16

0,2

0,1

2,0

16ч-25

0,25

0,15

2,0

25ч~40

0,3

0,2

2,0

40ч-60

0,4

0,2

2,0

60ч-100

0,5

0,3

2,5

100ч-150

0,7

0,4

2,5

150ч-210

0,9

0,5

3,0

2104-280

1,0

0,6

3,0

2804-350

1,2

0,7

3,5

товки, припуски на механическую обработку и допуски на размеры заготовки.

При изготовлении прямоугольных дроссельных флан­ цев горячей штамповкой нагретые заготовки (латунные до температуры 820—850° С, алюминиевые до 450° С)

Рис. 1.43. Заготовка дроссельного фланца л габл. 1.21

помещаются в штамп, нагретый до температуры 150— 200° С. Предварительно матрица и рабочая часть пуан­ сона покрываются смазкой, аналогичной по составу смазке, применяемой при жидкой штамповке. Штампов­ ка ведется на эксцентриковых прессах. Припуски на из­ готовление корпуса дроссельного фланца при горячей штамповке можно выбрать по табл. 1.21.

3

67

Т а б л и ц а 1.21

к

Чистовые размеры, м м

Припуск на механи-

Допуск на размеры

к

X

 

 

ч-ескую обработку, м м

заготовки

о>

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

 

 

о

min

max

niln

max

min

шах

о

О

 

 

 

 

 

 

А

35— 0,3

8 0 -0 ,4 6

 

 

— 0,3

— 0,46

В

3 5 -0 ,3

8 0-0,4 6

— 0,3

— 0,46

D

0 45

- 0 ,3 4

— '

 

 

 

 

 

 

а

23,9+0' 14

4 7 ,9 +°, п

0,5

0 , 6

±0,3

±0,5

ъ

9 , б + ° , 03

18,4+0>45

0,4

0,5

± 0 , 2

±0,3

d

0 26 _о,52

0 68—0,74

1,5

2

± 0 ,3

± 0 ,5

L

7 ,5_ 0 , 4

21-0,14

2 , 0

3,0

± 0 ,5

±0,5

1

4 .5-о,з

7— 0,36

1,5

2 , 0

±0,5

±0,5

Я

1

2

1,5

2,5

±0,3

+ 0,3

Яг

0,5

1

1

1,5

±0,3

± 0 ,3

я 2

3

8

±0,3

±0,4

Г

1 , 0

2 , 0

±0,3

±0,3

t

2

2,5

±0,3

±0,3

а

30

±5

±5

« 1

-------

30

± 5

± 5

<*2

+ 1 0

± 1 0

 

 

 

 

 

Заготовка фланца, полученная горячей или жидкой штамповкой, отжигается для снятия внутренних напря­ жений, с нее удаляется окалина и обрабатывается внеш­ ний контур.

Обрубку по контуру, черновую прошивку окна (уда­ ление перегородки) и последующую рихтовку ведут в штампах. Калибровку окна осуществляют притягива­ нием или штамповкой в зависимости от требуемой точ­ ности размеров. Подрезка торцевой поверхности и фре­ зерование или расточка дроссельной канавки и канавки под уплотнение осуществляется после установки флан­ ца на волноводную трубу.

При изготовлении дроссельных фланцев применяет­ ся литье по выплавляемым моделям и под давлением.

Это позволяет получить

заготовки

фланцев, нуждаю­

щиеся в незначительной механической обработке.

Процесс с б о р к и ф л а н ц а с

в о л н о в о д о м за­

ключается в следующем:

 

 

1)подготовка волноводной трубы;

2)установка фланца и соединение его с волноводной трубой;

3)

обработка

контактной

поверхности,

получение

 

дроссельных

 

канавок,

канавок

под уплотнение

 

и крепежных отверстий.

 

 

 

Фланец

устанавли­

 

 

 

 

вается

 

на

необрабо­

 

 

 

 

танную

 

волноводную

 

 

 

 

трубу или на специаль­

 

 

 

 

но обработанный поса­

 

 

 

 

дочный

 

поясок,

обра­

 

 

 

 

ботка

которого ведет­

 

 

 

 

ся: протягиванием пар­

 

 

 

 

ными

 

протяжками

на

 

 

 

 

вертикальном

протяж­

 

 

 

 

ном

 

станке

 

(рис.

 

 

 

 

1.44, а) ;

фрезеровани­

 

 

 

 

ем

парными

диско­

 

 

 

 

выми фрезами (рис.

 

 

 

 

1.44, б); фрезеровани­

 

 

 

 

ем

на

вертикально­

 

 

 

 

фрезерном

станке

в

 

 

 

 

универсальном

приспо­

 

 

 

 

соблении

с

помощью

 

 

 

 

концевых

фрез

(рис.

 

 

 

 

1.44, в).

 

 

 

трудо­

 

 

 

 

Показатели

 

 

 

 

емкости

получения по­

 

 

 

 

садочных

поясков

под

 

 

 

 

фланец

 

приведены

в

 

 

 

 

табл. 1.22.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

предупрежде­

 

 

 

 

ния деформации

в ка­

 

 

 

 

нал

волновода

при

 

 

 

 

обработке

 

вводится

 

 

 

 

стальная

оправка.

 

 

 

 

 

 

После

 

обработки

 

 

 

 

посадочных

мест

вол­

 

 

 

 

новодная труба и фла­

 

 

 

 

нец

обезжириваются,

Рис.

1.44. Обработка посадочных по­

травятся

для

удаления

 

ясков:

протяжками;

окислов

и собираются.

а — протягиванием

парными

б — фрезерованием

парными

дисковыми

При

этом для

предва­

фрезами; в —фрезерованием концевой фре­

 

 

зой

 

рительной фиксации

и

 

 

 

 

крепления фланцев на волноводной трубе используют кернение или специальные приспособления.

69

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ