多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法技术

本发明专利技术涉及毫米波弯曲矩形波导领域，公开了多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法。包括：制造波导阵列体的外形模具和波导内腔水溶性型芯成形模具；制备波导内腔水溶性型芯；水溶性型芯和外形模具一体化压制件；溶失波导内腔水溶性型芯；模组装配；制备耐火混合料；真空振动灌浆制铸型壳；铸型焙烧；熔炼金属液，并保压结晶凝固；进行清砂、整形，和热处理；对波导内腔进行液态抛光处理；去除波导阵列体的法兰安装端面加工，对波导阵列体内外表面进行化学处理。通过上述方法制得表面光滑、尺寸精确、满足了装配精度要求和波导传输性能的产品，合格率达到80％。

Integrated fabrication of multi-port millimeter-wave curved rectangular waveguide arrays

【技术实现步骤摘要】
多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法
本专利技术涉及毫米波弯曲矩形波导领域，特别是多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法。
技术介绍
毫米波矩形波导由于传输微波频率高，要求封闭传输，对制造精度和内腔粗糙度要求高，而且阵列多个外接波导端口，端口口部间位置精度要求很严格。单根毫米波矩形弯曲波导传统工艺方法一般采用工装模具将波导段弯曲成形，端面法兰采取手工钎焊成形为一个整体，对于多波导阵列一体化结构，该工艺方法不再适用。若采取整体拆分进行机加工并用紧固件螺接方法，则无法实现封闭，存在能量溢出风险，而且户外使用时不满足密封要求。若采取整体拆分进行机加工并焊接成一体的方法，则焊料会进入波导内腔影响传输，零件薄壁易焊接变形，尺寸精度无法满足使用要求，合格率不足20％。多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体用传统工艺生产，无法满足内腔尺寸精度、内腔粗糙度、封闭性要求，达不到设计电气性能要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，成功实现有多个端口毫米波矩形弯曲波导阵列体产品一体化整体制造。本专利技术采用的技术方案如下：多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，包括：步骤S1，制造多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形模具和波导内腔水溶性型芯成形模具；步骤S2，制备波导内腔水溶性型芯；步骤S3，将水溶性型芯组装在外形模具的型腔中，合模并锁紧外形模具；步骤S4，用外形模具压制得到毫米波矩形弯曲波导阵列体模压件；步骤S5，将模压件置入清洁水中，溶失波导内腔水溶性型芯；步骤S6，浇注系统内流道设置在法兰两端，采用底注式浇注方式完成模组装配；步骤S7，制备耐火混合料；步骤S8，在真空振动搅拌灌浆设备中完成真空振动灌浆制铸型壳；步骤S9，进行铸型壳的干燥和硬化烘烤焙烧，烘烤温度采取阶梯升温和保温方式进行；步骤S10，熔炼金属液，在真空条件下将金属液注入铸型壳并保压结晶凝固；步骤S11，将铸型壳打开，对多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体胚件进行清砂和整形，然后热处理。步骤S12，对波导内腔进行液态抛光处理；步骤S13，去除波导阵列体的法兰安装端面多余金属，并对波导阵列体内外表面进行化学处理。进一步的，针对波导阵列体三维零件，利用Pro/E进行分模，确定总收缩率，创建波导型腔；将型腔被分割成如下几部分：(1)形成外形结构的主型模具波导型腔被分割成两部分，(2)形成进波导型腔结构的型芯模型腔被分割成两部分；用MoldComp中的Extract功能生成模型实体；对应生成一个模拟件，分析检测模具设计是否正确；将模型数据传递到数控加工中心进行成形加工得到外形模具和水溶性型芯成形模具。进一步的，所述步骤S1中，在毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形金属模具内腔设计定位槽，用于模压件制备时定位各波导内腔可溶性型芯。进一步的，所述步骤S2中，制备波导内腔水溶性型芯时，用不锈钢钢套嵌入水溶性型芯两端作为定位。进一步的，所述步骤S4中，配制模料并搅拌混熔，在模具温度30℃，注料温度65℃，注射压力5～6MPa的条件下，用外形金属模具制备毫米波矩形弯曲波导阵列体模压件，在4～5MPa压力下保压10S后取出模压件。进一步的，所述步骤S5中的溶失过程为：先用设定温度进行水温保持，接着溶失浸泡，最后反复清洗。进一步的，所述步骤S7中，将30％α半水石膏与70％耐火填充材料进行配比，配比后耐火混合料目数为200～280目。进一步的，所述步骤S8中，真空度6x10-2MPa下进行灌浆，马达转速控制在700r/min，搅拌时间控制在1～3分钟内，振动频率200次/分。进一步的，所述步骤S11中，清砂时采用频率谐波振动设备，最大激振力25KN，额定转速8000转/分。进一步的，所述步骤S12中，用140目的模料流体液态抛光。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：通过设计和制造多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体外形模和波导腔型芯模，通过模具制备高精度水溶型芯、定位组装一体化压制，结合材料精密成型制造工艺方法和波导内腔液态抛光后处理，多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体一体化整体成形的波导内腔粗糙度达到了Ra1.6～Ra3.2，波导内腔尺寸达到了公差±0.03mm，波导口相邻尺寸公差达到了±0.05mm，很好地满足了装配精度要求和波导传输性能，合格率达到80％。附图说明图1是多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体一体化整体制造工艺流程简图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1所示，多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，包括：(1)制造多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形模具和波导内腔水溶性型芯成形模具；针对波导阵列体三维零件，利用Pro/E进行分模，确定总收缩率，创建波导型腔；将型腔被分割成如下几部分：(1)形成外形结构的主型模具波导型腔被分割成两部分，(2)形成进波导型腔结构的型芯模型腔被分割成两部分；用MoldComp中的Extract功能生成模型实体；模具设计完成后，利用Mold中的Create功能模拟制模过程，对应生成一个模拟件，分析检测模具设计是否正确；将以上过程设计好的模型数据传递到数控加工中心进行成形加工得到外形模具和水溶性型芯成形模具。另外，为了模压件制备时定位各波导内腔可溶性型芯，在毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形金属模具内腔设计定位槽。(2)制备波导内腔水溶性型芯；(a)将水溶性原材料和增塑剂按比重5:1比例混合均匀，置入不锈钢容器中；(b)加热，逐渐升温至120℃，保温条件下，边熔化边搅拌均匀熔化液；(c)将芯模模具表面清洁干净，保证无污物，将芯模定位组合；(d)预热到30℃，将120℃熔化液注入芯模腔中；(e)冷却到30℃，打开芯腔模，用力适当，取出水溶性型芯，对表面进行微修处理.为了精准的定位水溶性型芯位置，制备波导内腔水溶性型芯时，用不锈钢钢套嵌入水溶性型芯两端作为定位。(3)通过水溶性型芯两端的定位装置，将水溶性型芯组装在外形模具的型腔中，合模并锁紧外形模具；(4)配制模料并搅拌混熔，在模具温度30℃，注料温度65℃，注射压力5～6MPa，条件下，用外形模具压制得到毫米波矩形弯曲波导阵列体模压件,在4～5MPa压力下保压10S后取出模压件；(5)将模压件置入清洁水中，溶失波导内腔水溶性型芯；溶失时，先用设定温度进行水温保持25±3℃，接着溶失浸泡2个小时，最后反复清洗数次(3次)。(6)浇注系统内流道设置在法兰两端，采用底注式浇注方式完成模组装配；(7)制备耐火混合料；耐火混合料按照重量比3:7进行混合，即30％α半水石膏与70％耐火填充材料进行配比，配比后耐火混合料目数为200～280目。(8)在真空振动搅拌灌浆设备中完成真空振动灌浆制铸型壳；在真空度6x10-2MPa下进行灌浆，马达转速控制在700r/min，搅拌时间控制在1～3分钟内，振动频率200次/分。(9)在箱式电阻炉中完成铸型壳的干燥和硬化烘烤焙烧，烘烤温度采取阶梯升温和保温方式进行；(10)熔炼金属液，在真空条件下将金属液注入铸型壳并保压结晶凝固；(11)将铸型壳打开，对多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体胚件进行清砂和整形，然后热处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，其特征在于，包括：步骤S1，制造多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形模具和波导内腔水溶性型芯成形模具；步骤S2，制备波导内腔水溶性型芯；步骤S3，将水溶性型芯组装在外形模具的型腔中，合模并锁紧外形模具；步骤S4，用外形模具压制得到毫米波矩形弯曲波导阵列体模压件；步骤S5，将模压件置入清洁水中，溶失波导内腔水溶性型芯；步骤S6，浇注系统内流道设置在法兰两端，采用底注式浇注方式完成模组装配；步骤S7，制备耐火混合料；步骤S8，在真空振动搅拌灌浆设备中完成真空振动灌浆制铸型壳；步骤S9，进行铸型壳的干燥和硬化烘烤焙烧，烘烤温度采取阶梯升温和保温方式进行；步骤S10，熔炼金属液，在真空条件下将金属液注入铸型壳并保压结晶凝固；步骤S11，将铸型壳打开，对多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体胚件进行清砂和整形，然后热处理；步骤S12，对波导内腔进行液态抛光处理；步骤S13，去除波导阵列体的法兰安装端面多余金属，并对波导阵列体内外表面进行化学处理。

【技术特征摘要】
1.多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，其特征在于，包括：步骤S1，制造多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体的外形模具和波导内腔水溶性型芯成形模具；步骤S2，制备波导内腔水溶性型芯；步骤S3，将水溶性型芯组装在外形模具的型腔中，合模并锁紧外形模具；步骤S4，用外形模具压制得到毫米波矩形弯曲波导阵列体模压件；步骤S5，将模压件置入清洁水中，溶失波导内腔水溶性型芯；步骤S6，浇注系统内流道设置在法兰两端，采用底注式浇注方式完成模组装配；步骤S7，制备耐火混合料；步骤S8，在真空振动搅拌灌浆设备中完成真空振动灌浆制铸型壳；步骤S9，进行铸型壳的干燥和硬化烘烤焙烧，烘烤温度采取阶梯升温和保温方式进行；步骤S10，熔炼金属液，在真空条件下将金属液注入铸型壳并保压结晶凝固；步骤S11，将铸型壳打开，对多端口毫米波矩形弯曲波导阵列体胚件进行清砂和整形，然后热处理；步骤S12，对波导内腔进行液态抛光处理；步骤S13，去除波导阵列体的法兰安装端面多余金属，并对波导阵列体内外表面进行化学处理。2.如权利要求1所述的多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，其特征在于，针对波导阵列体三维零件，利用Pro/E进行分模，确定总收缩率，创建波导型腔；将型腔被分割成如下几部分：(1)形成外形结构的主型模具波导型腔被分割成两部分，(2)形成进波导型腔结构的型芯模型腔被分割成两部分；用MoldComp中的Extract功能生成模型实体；对应生成一个模拟件，分析检测模具设计是否正确；将模型数据传递到数控加工中心进行成形加工得到外形模具和水溶性型芯成形模具。3.如权利要求2所述的多端口毫米波弯曲矩形波导阵列体一体化整体制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永红，漆中华，林晨阳，刘月其，廖刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51