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