一種慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種慢波結(jié)構(gòu)電火花加工電極，尤其是提供一 種慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極；本發(fā)明還提供該疊式組合電極的制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 慢波結(jié)構(gòu)是微波真空電子器件實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)的產(chǎn)生或放大的最核心部件，廣泛應(yīng) 用于國(guó)防和民用領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代工業(yè)的向前發(fā)展，對(duì)器件的工作頻段要求越來越高，希望得 到的功率也越來越大，這已成為真空電子器件追求的目標(biāo)。
[0003] 慢波結(jié)構(gòu)具有尺寸小、精度高、內(nèi)槽排布密實(shí)且微細(xì)、結(jié)構(gòu)異型等特點(diǎn)，在眾多的 精密加工工藝技術(shù)中，采用精密微細(xì)電火花加工技術(shù)不僅能夠得到非常窄的槽，而且能夠 達(dá)到很高的尺寸精度和表面粗糙度的要求。
[0004] 慢波結(jié)構(gòu)一般在孔的內(nèi)表面或軸的外表面上加工很多條寬度很窄、深度較淺的微 細(xì)槽。如圖1和圖2所示為一類具有慢波結(jié)構(gòu)的零件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。該類零件需要加工 的主要部位包括溝槽直徑D，基體直徑d，溝槽寬度a，溝槽間距b等幾個(gè)主要尺寸，同時(shí)溝槽 的外形尺寸根據(jù)產(chǎn)生的波譜特性不同而有不同的要求。
[0005] 以下是圖1和圖2所示的慢波結(jié)構(gòu)零件的主要尺寸及精度要求： 1 ?慢波結(jié)構(gòu)溝槽直徑D:?6. 2±0.Olmm; 2?慢波結(jié)構(gòu)基孔直徑d:?6±0.01謹(jǐn)； 3.溝槽寬度a
4?溝槽距離b:0? 35±0.Olmm; 5?慢波結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度L:27X0. 15 + 26X0. 2=9. 25mm; 6.加工表面粗糙度為Ra<I. 6ym。
[0006] 以上尺寸中，D和d尺寸相差很小，其差值決定槽深尺寸很小。
[0007] 加工上述零件的工具電極是電火花加工中必不可少的工具之一，方便而準(zhǔn)確的制 造出電極是一個(gè)十分重要的問題，由于電極的材料、類型、幾何形狀復(fù)雜程度及精度要求的 不同，電極的加工方法也不同，最常用的電極制造方法有機(jī)械加工法和電極與凸模聯(lián)合磨 削的方法。電極的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)型腔的尺寸大小、復(fù)雜程度及電極的加工工藝性來確定， 常用的電極結(jié)構(gòu)形式是整體電極。但是，對(duì)于圖1所示的慢波結(jié)構(gòu)，由于具有尺寸小，結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，精度要求高的特點(diǎn)，采用機(jī)械加工的方法加工整體電極很難滿足精確加工要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜精度要求高的慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電 火花加工用疊式組合電極。
[0009] 本發(fā)明另一個(gè)目的是提供該慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極的制 作方法。
[0010] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極，包括一定位芯軸，該定位芯軸上 間隔地套設(shè)作為電極直徑較大的電極片和直徑較小的墊片；所述定位芯軸上設(shè)置軸向定位 結(jié)構(gòu)，使得所述電極片和墊片在定位芯軸上定位。
[0011] 所述電極片的厚度決定加工槽的寬度，墊片的厚度決定加工相鄰內(nèi)槽的間距。
[0012] 所述電極片和所述墊片與所述定位芯軸均為過盈配合。
[0013] 所述電極片優(yōu)選圓銅片。所述墊片也可以由與所述電極片相同的銅材質(zhì)制作。
[0014] 更具體地，所述圓銅片和銅材質(zhì)墊片的孔徑與定位芯軸的過盈度即定位芯軸的軸 徑與圓銅片和墊片的孔徑之差）約為0. 002-0. 005mm。
[0015] 優(yōu)選所述定位芯軸的軸公差為h6,所述圓銅片和墊片的孔公差是P7。
[0016] 圓銅片和墊片在定位芯軸上的過盈程度不能太大，如果過大，在安裝過程中就很 難避免兩者尤其是圓銅片的形變，由此則可能造成電極的精度降低，影響慢波結(jié)構(gòu)的加工 精度。但是，如果過盈程度較小，則不能保證圓銅片與定位芯軸的一體化程度，這樣也會(huì)影 響到將來加工慢波結(jié)構(gòu)時(shí)候的加工精度。
[0017] 所述定位芯軸上設(shè)置的軸向定位結(jié)構(gòu)優(yōu)選是：在套設(shè)電極片和墊片的軸段兩側(cè)， 其中一側(cè)為直徑較大的軸段形成定位軸肩，該較大直徑的軸段的直徑小于電極的直徑，另 一側(cè)套設(shè)一定位軸套，在定位軸套的外側(cè)的定位芯軸上設(shè)置螺紋，以用鎖緊螺母頂?shù)炙?定位軸套而固定并壓實(shí)所述定位芯軸上的所述圓銅片和墊片。
[0018] 所述定位軸套與定位芯軸為過渡配合，以滿足定位精度和接觸的穩(wěn)定性要求。
[0019] 上述慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極的制作方法是： 步驟1 :制作出定位芯軸； 步驟2 :根據(jù)慢波結(jié)構(gòu)中內(nèi)槽寬度和相鄰內(nèi)槽的間距選擇設(shè)定電極片和墊片的厚度， 依此設(shè)定厚度選擇同樣厚度的制作電極的片材或研磨制作電極片材的厚度達(dá)到設(shè)定厚度 要求作為備選材料，然后制成圓形電極和墊片； 步驟3 :將所述定位芯軸冷卻或?qū)⑺鲭姌O片和墊片加熱，再將所述電極片和墊片間 隔地套設(shè)在定位芯軸上，通過定位結(jié)構(gòu)軸向定位，通過鎖緊螺母固定并壓實(shí)； 步驟4 :將步驟3中組合好且溫度恢復(fù)到常溫電極片和墊片與定位芯軸固為一體的電 極毛坯安裝在電火花成形機(jī)床的主軸上，利用電火花成形機(jī)床的在機(jī)反拷貝功能，對(duì)電極 外徑進(jìn)行在機(jī)修正，使得電極的外圓周面的尺寸、圓柱度和同軸度滿足設(shè)計(jì)要求，完成所需 尺寸的疊式組合電極的制作。
[0020] 在機(jī)修正的具體操作過程可以是，將所述電極毛坯固定在電火花成形機(jī)床的主軸 上，其旋轉(zhuǎn)并沿與主軸側(cè)面平行的軸線方向移動(dòng)，通過設(shè)置在電極毛坯一側(cè)的材質(zhì)為銅鎢 合金的修正塊進(jìn)行修正。
[0021] 這種在機(jī)修正電極的方法既保證了電極外圓的尺寸、圓柱度和同軸度，又保證了 電極在機(jī)床上的相對(duì)精確位置。
[0022] 步驟2中，電極片和墊片通過單向走絲電火花線切割機(jī)床或壓制的方法制作。
[0023] 本發(fā)明提供的慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極，與傳統(tǒng)的整體式電 極相比，該電極具有易于制造和保證加工精度的特點(diǎn)，具有易于調(diào)整組合成各種微細(xì)槽寬 槽間距并形成系列標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)?，F(xiàn)有整體式電極，用機(jī)加工方式車削或銑削制作出電極片 和其間的溝槽，其精細(xì)度和細(xì)密度都受到加工刀具的限制，其形狀尺寸精度又受到機(jī)加工 精度限制，而這些問題在本發(fā)明提供的組合電極，都是非常容易解決的。圓銅片和墊片可 以通過選擇符合要求厚度的片材采用單向走絲電火花線切割機(jī)床或壓制的方法制作，由此 可以制出更加精細(xì)的電極，加工更加精細(xì)的慢波結(jié)構(gòu)的微細(xì)內(nèi)槽，慢波結(jié)構(gòu)中內(nèi)槽的細(xì)密 性可以通過本組合電極方便地得到，制作的圓銅片和墊片可以容易地保證其形狀和尺寸精 度，因此，將其疊合起來制成組合電極也可以獲得很高的精度，用本發(fā)明提供的組合電極加 工慢波結(jié)構(gòu)，其加工精度可以得到保障。另外，本發(fā)明提供的組合電極比整體式電極還具有 對(duì)于損耗的電極圓銅片可方便更換從而重復(fù)使用降低使用成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0024] 下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0025] 圖1為慢波結(jié)構(gòu)工件的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0026] 圖2為圖1中慢波結(jié)構(gòu)的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明提供的慢波結(jié)構(gòu)微細(xì)內(nèi)槽電火花加工用疊式組合電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖4為圖3所示組合電極中圓銅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖5為圖3所述組合電極中墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖6為圖3所示組合電極中定位芯軸的結(jié)構(gòu)示意圖。