深槽八方波导器件的加工探究

中华通信系统有限责任公司河北分公司

【摘 要】波导作为电子通信的核心器件，随着通信要求的提高，其结构形式越来越多样化，复杂化，对波导的加工提出了更高的要求。在某一通信工程中，有一特殊波导，传统的加工方法无法满足其加工要求。针对此特殊结构的波导器件，我们对其加工方法进行了探究，并且满足了加工精度的要求，该器件在工程中满足了设计要求的电气性能指标。

【关键词】波导；通信；结构；加工精度；电气性能

引言

波导器件是电子通信的核心器件之一，对于电子通信系统的优劣起着决定性的作用。一套的电子通信系统如果没有优良的波导元器件，其整体性能就会大打折扣。伴随电子通信技术的日益发展，对电子通信中的关键元器件波导器件的要求越来越多元化。为了适应不同的电器性能，波导器件的结构势必形式各异。优秀的波导元器件，要有优秀的建模、计算和仿真，设计出最适用于该通信系统的波导器件蓝图。要想实现波导器件的设计性能，必须要有高机械加工精度的加工手段保证设计蓝图的各项要求。所谓机械加工精度是指零件加工后实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。[1]

最近在某项工程中，需要一类结构形式比较特殊的波导器件，称它为深槽八方波导，其结构如图1所示。

为了保证此波导器件的电气性能，必须保证此波导器件的加工精度。此波导器件机械加工的难点和关键点是深窄环槽的加工和环槽与方孔加工平面的接平，保证平面与方孔的垂直度。

一、加工方案选择

为了达到加工精度，解决加工中的难点和关键点，要确定正确的加工方案是必须先行的，参照以往波导器件的加工方法，提出以下几个方案拟作考虑：

（一）传统整体式机械加工方案

此方案采用整体下料，整体加工的方法加工方案。此方案思路比较简练，采用车床加工深窄环槽，铣床加工8处方孔的方法进行加工。此加工方案有以下几个弊端：

1.深窄环槽车床加工成形难度大。此环槽深度宽度比较大，加工时需磨制专用成型刀具，道具窄長，刚度差。加工时，由于刀具刚度的降低，刀具在进行切削时就会发生振动。刀具的振动会降低加工的尺寸精度和表面粗糙度，影响波导器件的电气性能。

2.环槽尺寸无法精确测量，环槽隐藏在器件内部，常规量具无法直接测量到环槽内部，对于环槽的尺寸精度无法控制，尺寸精度依赖于机床和刀具的精度。

3.无法保证缺口与环槽的接平。铣刀铣削缺口时，环槽是隐藏在器件内部的，铣床无法找正环槽。加工缺口失去了加工基准，就无法保证环槽与缺口共勉的准确性，形成加工台阶，加工台阶等不光滑缺陷，会给波导器件的电气性能带来极其恶劣的影响。

（二）采用电加工环槽，机械加工缺口的办法

此方案用电加工环槽，在采用铣床加工8处方孔的方法进行加工。此方法也有个弊端：采用电加工加工环槽，避免了刀具和机床对加工精度的影响。但是电加工需要制作复杂的加工模具，加工周期长，加工成本昂贵；而且和传统整体式机械系加工方案存在的问题（2），问题（3）同样存在。

（三）拆分式机械加工方案

此方案采用将波导器件从中间拆分成两段，两段分别运用机械进行预加工，两段装配后在进行加工的方法。此方案从环槽右端拆开，将波导器件拆分为前后两段，两段分别加工。拆分后，深槽和8处缺口在前半段上加工，缺口和环槽成为开式结构，加工时便于加工与测量，可以有效得提高环槽与缺口机械加工精度。

通过以上利弊的比对，决定采用拆分式机械加工方案。

二、加工方案的制定

拆分式机械加工方法必须保证前半段和后半段各圆同轴度，保证方孔与8处平面的垂直度，保证前半段和后半段平面的平面度。为了达到以上要求，将前后半段拆分如图2：前后半段通过止口定位保证各圆的同轴度；前半段8处平面预加工一定深度（留有加工余量），平面和方孔的一次装夹加工成型，保证平面与方孔的垂直度；两段分别机械加工完成后，用6个螺栓连接前后半段，并用2个定位销贯穿前后半段，保证连接后的两段不会产生相对于轴向的旋转运动；两段连接完毕后，找正前半段与方孔垂直的预加工平面，加工前后段平面深度达图；加工后能保证前后半段最终加工平面与方孔的垂直度，前后半段平面一次加工成形，保证了最终平面的平面度；2个贯穿前后半段的定位销，限制了两者相对于轴线的旋转位移，保证了两者最终形成平面的平面度不被破坏。

三、加工方案的验证

加工方案的优劣仅限于理论的支持是不够的，要有实际加工结果的支持才是圆满的。为此将此波导器件按拆分式机械加工的方案进行了加工：先将前后半段分别加工完成，保证各自的尺寸精度和形位公差和粗糙度，在将前后半段装配在一起，并进行最终的加工。

加工完毕后，对波导器件进行了电气性能测试，各项指标均达到了设计要求的指标，圆满解决了本工程波导器件加工的难题。

四、结论

拆分式机械加工深槽八方波导的方法，得到了理论的支持和实际工程的验证，对于类似形式的波导器件加工方法的探究做出了有益的尝试，为波导器件的加工开拓了思路。

参考文献：

[1] 杨叔子 机械加工工艺师手册，北京；机械工业出版社，2001.8 .

作者简介：

宋金龙（1977—）男，河北定州人，工程师，主要从事天线制造工艺。