CC BY
16
УДК 62-1/-9
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ ИЗГИБОВ
Д. С. Черепанова Научный руководитель - И. В. Трифанов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: cherepanova_d@bk.ru
Представлен анализ современных способ изготовления волноводных изгибов.
Ключевые слова: способ, волновод, изгиб волновода, скручивание волновода.
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGIES FOR THE FABRICATION OF WAVEGUIDE BENDS
D. S. Cherepanova Scientific Supervisor - I. V. Trifanov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: cherepanova_d@bk.ru
The analysis of the modern method of manufacturing waveguide bends is presented.
Keywords: method, waveguide, waveguide bend, waveguide twisting.
Существует несколько способов изготовления волноводных изгибов.
Первый способ гибки - гибка с заполнением. Наполнителем служат стальные пластины; смоченный водой поролон или опилки; сыпучие и пластические материалы (церезин, смесь канифоли с воском, льняным маслом и кварцевым песком); материалы и сплавы с низкой температурой плавления.
В данном способе заготовку с одной стороны закрывают заглушкой, а с другой - засыпают наполнитель, далее второй конец также закрывают заглушкой. После чего заготовку фиксируют с одного конца, а свободный конец сгибают при помощи вращающегося зажима. После чего наполнитель выплавляют из заготовки.
Такой же принцип осуществляется при гибке волноводов в штампах. Отличие состоит в том, что после того как заготовку заполнили наполнителем, её помещают в пресс со штампом имеющим ручей в форме изгиба необходимого радиуса и производят гиб, смыкая верхнюю и нижнюю половины штампа [1].
Достоинство данного способа - простота способа. Недостатками способа являются искажение размеров поперечного сечения в процессе гибки, остатки заполнителя на тонконесущих поверхностях волноводов ограничивают применение легкоплавких заполнителей. Высокая трудоемкость, высокая стоимость применяемых для заполнения сплавов делает нецелесообразным его применение для серийного производства. Также к недостаткам можно отнести возможность образования рисок на тонконесущей поверхности при введении и извлечении стальных пластин.
Второй способ изготовления волноводных изгибов - гибка с применением жестких калибрующих оправок.
Заготовка помещается на шаблон, форма которого соответствует требуемому радиусу гибки. Прижим фиксирует положение неподвижного конца трубы. На подвижный конец заготовки помещается коробчатый фиксатор, охватывающий верхнюю и боковые стенки трубы. В трубу
Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»
вводится калибрующая оправка, сцепленная с подвижным фиксатором. Гибка осуществляется поворотом рычага. Фиксатор перемещается относительно неподвижно закрепленной заготовки таким образом, что в процессе гибки зона деформации снаружи ограничена стенками фиксатора, а внутри - оправкой [1].
Применение гибки с калибрующей оправкой позволяет обеспечить точность внутренних размеров в пределах ±0,05 мм, что является её достоинством. Существенным недостатком такого способа является то, что гибка с жесткой оправкой дает значительную разнотолщинность труб, что снижает их долговечность.
Третий способ гибки - станок для гибки труб намоткой на шаблон с дорном, оснащенный системой программного управления, содержащий установленные на станке каретку продольной подачи трубы, на которой смонтирован поворотный цанговый патрон для удержания, перемещения и поворота трубной заготовки, привод дорна, имеющего возможность удерживать и перемещать дорн в продольном направлении внутри трубной заготовки, а также каретку поперечной подачи, на которой установлена гибочная головка, несущая поворотный гибочный рычаг, с установленной на нем прижимной матрицей, шаблон, имеющий возможность вращения как совместно с гибочным рачагом, так и отдельно, бустерное устройство, содержащее бустерную матрицу и выглаживатель.
Достоинство данного станка - автоматизированная многоколенная гибка волноводов намоткой на шаблон с применением шарнирного дорна. Обеспечивает высокое качество поперечного сечения без стыков за один установ, что повышает производительность работы. Недостаток данного станка - невозможность изготовления скрученных зон на волноводах.
Приведенный ниже способ гибки, является наиболее оптимальным, так как на данном станке можно как изогнуть, так и скрутить волновод. Общий вид устройства изображен на рис. 1 и 2.
Рис. 1. Устройство для изготовления волноводных изгибов, вид сверху: 1 - станина; 2 - цанговый зажим; 3 - механизм; 5 - гибочная головка; 6 - каретка.
Рис. 2. Гибочная головка устройства в процессе гибки волновода: 4 - дорн; 7 - гибочный рычаг; 8 - прижимная матрица; 9 - привод; 10 - шаблон; 11 - привод; 12 - бустерное устройство; 13 - бустерная матрица; 14 - выглаживатель; 20 - трубная заготовка
Для изготовления изгиба на волноводе (рис. 2) трубная заготовка устанавливается в необходимое положение относительно шаблона, с помощью каретки продольной подачи, с поворотным цанговым зажимом, в котором зажат один конец трубной заготовки. Положение каретки
поперечной подачи устанавливается так, чтобы трубная заготовка зашла в ручей выглаживателя и шаблона, установленный перед гибкой в начальное положение. Затем труба прижимается бус-терной матрицей к выглаживателю с помощью привода. Гибочный рычаг устанавливается в начальное положение, прижимная матрица прижимает трубную заготовку к шаблону. Дорн выдвигается вперед с помощью привода [2].
Гиб производится поворотом гибочного рычага вместе с шаблоном на угол, определяемый геометрией изготавливаемого волновода. Во время гибки бустерная матрица перемещается синхронно с трубной заготовкой в сторону изгиба, оказывая давление на наружную часть гиба и предотвращая чрезмерное утонение стенки трубной заготовки.
После окончания гибки отводится прижимная матрица, разжимая трубную заготовку, гибочный рычаг отводится в исходное положение. Бустерная матрица отводится назад приводом в крайнее левое положение. Трубная заготовка посредством перемещения каретки продольной подачи выдвигается вперед на расстояние, необходимое для совершения следующего гиба. Шаблон возвращается в исходное положение.
Изготовление каждой скрученной зоны волновода осуществляют в несколько переходов. Для скручивания первого участка зоны трубную заготовку устанавливают таким образом, чтобы конец участка, подвергаемого скручиванию, совпадал с торцом выглаживателя, а торец поворотного цангового зажима устанавливают на расстоянии от выглаживателя, равном длине первого участка скручиваемой зоны. После этого трубная заготовка волновода зажимается бустерной матрицей, торец которой устанавливается заподлицо с выглаживателем с помощью бустерного устройства. Дорн (при его применении) отводится из зоны скручивания [2].
Скручивание первого участка зоны производят поворотом вокруг своей оси цангового зажима на заданный угол, в результате чего образуется первый скрученный участок. При этом прямой участок трубной заготовки от торца выглаживателя до торца шаблона является технологически необходимым для осуществления данной операции.
Таким образом, описанный способ и устройство для его осуществления позволяют изготавливать скрученные участки волноводов совместно с изготовлением гнутых частей за один ус-танов трубы на устройствах, предназначенных для гибки труб путем намотки на шаблон. Изготовление скрученного участка производится путем последовательного скручивания участков небольшой длины на небольшой угол, что позволяет избежать чрезмерной деформации сечения при скручивании. Это повышает качество получаемых волноводов и производительность их изготовления [3].
Библиографические ссылки
1. Бушминский И. П. Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волновод -ные устройства. М. : Высш. шк., 1974. С. 30-32.
2. Пат. 2634815 Российская Федерация, МПК7 В21Б11/14. Способ изготовления волноводов сложной формы и устройство для осуществления способа / Панов Д. В., Рубцов И. С., и др.; заяв. и патентообл. Федер. гос. унитарное предприятие «Техномаш». № 2016151912/16; заявл. 28.12.2016; опубл. 03.11.2017, Бюл. № 31. 14 с.
3. Волноводы [Электронный ресурс] : энцикл. URL: Ийр8://ги.шк1реШа.о^/Волновод (дата обращения: 12.03.2018).
© Черепанова Д. С., Трифанов И. В., 2018
