一种太赫兹波导法兰的精密加工方法

摘要

本发明公开了一种太赫兹波导法兰的精密加工方法，属于太赫兹领域。本发明所公开的方法，通过精密定位装夹夹具，解决了现有方法垂直度偏差较大，以及波导销钉孔与波导腔相对位置精度无法保证的问题；采用精密定位铣削夹具，能有效保证太赫兹波导法兰与波导口的相互位置关系，以及销钉与法兰端面的垂直度，保证了波导器件的对接精度和测试指标；本发明在实现太赫兹波导法兰精密加工的同时，提高了产品一致性以及生产效率，经济和社会效益明显。

说明书

技术领域

本发明属于太赫兹技术领域，具体涉及一种太赫兹波导法兰的精密加工方法。

背景技术

波导类零部件，包括直波导、弯波导、波导天线、定向耦合器等，是微波测试行业应用极其广泛的器件，随着测试频率的增加，进入毫米波及太赫兹频段，特别是在对接的校准和测试过程中，波导的传输性能和功效对整体的测试指标有非常大的影响，而在此过程中的器件连接完全依靠波导法兰表面及销钉来进行精准定位。波导法兰面及销钉孔作为波导类器件装配的重要一个环节，法兰表面与波导腔的垂直度以及销钉孔相对波导腔位置精度会影响对接的精度以及功率损耗。

我们在太赫兹微波测试系统中，应用到了太赫兹频段的直波导、弯波导、定向耦合器，在这些波导器件测试过程中，由于法兰表面与波导腔的垂直度偏差，会导致波导器件对接后产生缝隙，产生信号泄露，同时销钉孔相对于波导腔位置度偏差会导致对接的波导腔之间的相互错位，也会导致传输信号的功率损耗，此类偏差会影响到后续的调试和测试校准，以及在测试系统的应用过程中，影响测试精度和准确性。

现有方法存在的主要问题是：在波导法兰的铣削加工中，法兰表面与波导腔垂直度偏差较大以及波导销钉孔与波导腔相对位置精度无法保证，导致波导器件对接和测试过程中的功率损耗较大甚至影响测试和校准精度。

现有方法，将波导部件装夹在虎钳上，以外形作为加工定位基准或以实际测量值经过换算作为加工定位基准，进行波导法兰表面和法兰销钉孔的加工。

由于外形作为加工定位基准，外形存在尺寸偏差和尺寸一致性等问题，以及波导腔与铣削加工设计的工作台平面的垂直度偏差等因素影响，导致铣削加工后的波导法兰表面和销钉孔相对于波导腔的垂直度较差，同时存在销钉孔相对于波导腔的位置精度差等问题，影响到波导器件对接精度和测试性能指标，且加工精度一致性差，生产效率不高。

针对上述问题，需要开发一种具有可实际操作性的可实现精确定位的太赫兹波导法兰铣削夹具，实现太赫兹波导法兰的精密铣削加工。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种太赫兹波导法兰的精密加工方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太赫兹波导法兰的精密加工方法，包括以下步骤：

步骤1：加工定位装夹夹具；

其中，定位装夹夹具，包括工作台面和定位凸台；工作台面的平面度与未加工波导部件的平面度保持一致，保证工作台面和波导平面紧密贴合；工作台面和定位凸台的中心线垂直，且工作台面和定位凸台的垂直精度，高于被加工的波导法兰表面与波导腔中心线的垂直精度；工作台面上设置有螺纹孔，用于被加工件的固定；定位凸台的尺寸与被加工法兰的波导腔尺寸相适应，以保证安装波导器件过程中定位凸台与波导腔之间紧密配合；

步骤2：确定装夹定位基准，以定位凸台作为装夹定位基准；

步骤3：以波导腔作为装配基准，波导部件安装到夹具上，具体包括如下步骤：

步骤3.1：沿波导口方向，将波导部件与定位装夹夹具装配在一起，其中，定位凸台与波导口间隙配合，工作台面与波导器件的平面贴合，

步骤3.2：装入固定块,固定块的一端压紧波导部件，另一端与定位装夹夹具的工作台面配合；

步骤3.3：利用紧固螺钉，将固定块与波导部件固定；

步骤4：铣削加工波导法兰表面及销钉孔；

步骤5：拆下紧固螺钉，沿波导轴向方向，将波导器件部件取下，完成波导法兰的精密铣削加工。

优选地，定位凸台和波导口之间的间隙范围为0.015mm～0.025mm。

优选地，定位凸台的顶部设置有倒角。

优选地，定位装夹夹具采用金属材料制成。

优选地，金属材料为钢、铜或铝合金。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明方法解决了现有方法垂直度偏差较大，以及波导销钉孔与波导腔相对位置精度无法保证的问题；采用精密定位铣削夹具，有效保证了太赫兹波导法兰与波导口的相互位置关系，以及销钉与法兰端面的垂直度，保证了波导器件的对接精度和测试指标；在实现太赫兹波导法兰精密加工的同时，提高了产品一致性以及生产效率，经济和社会效益明显。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为本发明方法的工艺流程图。

其中，图2a为定位装夹夹具结构示意图，图2b为待加工波导示意图，图2c为定位装夹夹具与待加工的波导部件装配过程示意图，图2d为定位装夹夹具与待加工的波导部件装配完成的示意图，图2e为加工完成波导的成品示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

一种太赫兹波导法兰加工方法，其流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：加工定位装夹夹具，定位装夹夹具的结构特征为定位装夹夹具，包括工作台面和定位凸台；工作台面的平面度与未加工波导部件的平面度保持一致，保证工作台面和波导平面紧密贴合；工作台面和定位凸台的中心线垂直，且工作台面和定位凸台的垂直精度，高于被加工的波导法兰表面与波导腔中心线的垂直精度；工作台面上设置有螺纹孔，用于被加工件的固定；定位凸台的尺寸与被加工法兰的波导腔尺寸相适应，以保证安装波导器件过程中定位凸台与波导腔之间紧密配合。

步骤2：确定装夹定位基准，以定位凸台作为装夹定位基准；

步骤3：以波导腔作为装配基准，波导部件安装到夹具上，具体包括如下步骤：

步骤3.1：沿波导口方向，将波导部件与定位装夹夹具装配在一起，其中，定位凸台与波导口间隙配合，工作台面与波导器件的平面贴合，

步骤3.2：装入固定块,固定块的一端压紧波导部件，另一端与定位装夹夹具的工作台面配合；

步骤3.3：利用紧固螺钉，将固定块与波导部件固定；

步骤4：铣削加工波导法兰表面及销钉孔。

步骤5：拆下紧固螺钉，沿波导轴向方向，将波导器件部件取下，完成波导法兰的精密铣削加工。

步骤2中，加工完成后，定位装夹夹具不再拆卸，再次加工波导法兰时，继续以定位凸台精确定位，保证不同批次的波导部件加工的一致性；

下面结合具体的工艺示意图2，进一步说明本发明的详细工艺方法和步骤，

如图2a所示，为定位装夹夹具结构示意图，定位凸台的尺寸a*b与波导口的孔A*B间隙配合，配合间隙为0.015～0.025mm；夹具的定位柱的顶部倒角，以便于定位柱装入波导口；图中的螺纹孔与定位块和螺钉配合；定位装夹夹具可重复使用。

如图2b所示，为待加工的波导部件的示意图。其中，波导口的尺寸A*B，与图2a中所标识的定位凸台的尺寸a*b对应配合；工作台面与波导平面紧密贴合，所示的定位凸台的位置及精度要求同波导口的精度要求一致；保证波导口能顺畅装入，不产生偏斜，能保证波导装配完成后的垂直度和位置精度；。

图2c为定位装夹夹具与待加工的波导部件装配过程示意图，图2d为定位装夹夹具与待加工的波导部件装配完成的示意图，图2e为加工完成波导的成品示意图。首先，将精密装配夹具与波导之间以定位凸台a*b和波导口A*B间隙配合进行定位，组装在一起；装上定位块；拧紧螺钉进行紧固，定位块能够稳定的压住波导部件，保证波导部件加工过程中波导口和法兰的位置精度。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。