[發明專利]多道次滾動拉拔加工矩形鋁合金波導管的方法

無效

• 申請號: 201110171276.2
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN102284547A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 權國政;李貴勝;張艷偉;王熠昕
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

　　本發明涉及加工矩形截面鋁合金波導管的工藝方法，具體涉及一種新型多道次滾動拉拔加工矩形鋁合金波導管的方法。屬于機械加工技術領域。?

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背景技術

?矩形截面鋁合金波導管是一種位于信號收發單元之間的波導物質邊界裝置，是雷達、遙測、遙控和遠距離通訊等領域用于收集或反射波導束的重要器件。當今的雷達技術正在向更高的頻段發展，應用毫米波技術研制高靈敏度雷達可以實現超低空探測和跟蹤目標，使其具有分辨力高，抗干擾能力強，系統體積小，重量輕等一系列優點。而矩形波導管是其關鍵零部件，因此矩形波導管的精密制造工藝成為研究的難點與熱點。在各種規格的矩形波導管中，多道次拉拔變形強化技術已經被廣泛采用，但普遍遇到的問題是壁厚不均，偏心，表面橘皮，劃傷，粗糙等，其質量問題尤其是表面粗糙問題長期困擾該領域。?

?國內外常見的成型工藝有三種：一是多道次冷拉拔后化學拋光，光亮退火，電解研磨等，如研究高精度波導管已有近100年歷史的美國生產半導體設備所用的高清潔不銹鋼管的方法：管坯經冷拔后進行光亮退火，再電解研磨。但這種方法明顯具有環境污染、增加成本、降低效率等弊端。二是開發效果更佳的潤滑劑或磷化技術，改進潤滑方式。管坯與模具表面的接觸屬于高壓應力狀態，此時很容易因潤滑劑逃逸而形成“混合摩擦區”和干摩擦區“因此減少摩擦力可以減少模具磨損，提高制品表面質量。現階段國內大部分廠家采用磷化-皂化的處理方法，多孔狀態的磷化膜吸附皂化液，干燥后進行拉拔。但這種近固態的潤滑膜在高壓應力下很快逃逸而形成局部干摩擦區，又因為高速拉拔時由于變形及摩擦生熱而造成局部高溫，最終導致拉拔成形后的管材表面有劃痕及局部燒傷。三是從成形方式、變形規劃及模具等方面入手來實現多道次拉制的平滑性能，上世紀90年底，日本住友金屬公司采用帶臺階的芯頭的拔制法，研制出內表面粗糙度Rmax<1μm的半導體用高情節性BAⅡ不銹鋼管，該方法取代了光亮退火及電解研磨法，制造成本隨之降低很多，但可見技術資料幾乎沒有。?

發明內容

本發明的目的是為了克服傳統加工工藝中的缺陷，提出一種新型塑性成形工藝—滾式拉拔工藝，加工高質量要求的矩形鋁合金波導管。?

本發明采用的技術方案為：多道次滾動拉拔加工矩形鋁合金波導管的方法，其特征在于，將圓形鋁合金波導管通過三道次滾式拉拔型孔變形為矩形波導管，管坯在拉拔過程中形狀緩慢變化，逐漸變形為矩形管材；其中，第一道次型孔由一組雙滾輪構成，將圓管坯滾拔過渡為橢圓形；第二道次型孔為由帶流線型的滾動模組成近似矩形，為利用帶流線型的滾動模將橢圓形管滾拔過渡為近似矩形；第三道次型孔為由圓柱形滾輪構成的矩形孔，該矩形孔中設有同軸的矩形固定芯頭與所述圓柱形滾輪配合拉拔將近似矩形管滾拔為矩形。進一步，所述滾輪為柔性滾輪，例如橡膠、聚酯等；各道次型孔包括1～10組滾輪，根據所成型管材的截面形狀不同對滾輪的位置進行調節。?

進一步，所述第二道次是由帶矩形孔型的多組滾輪，通過改變輥子上的孔型形狀和調整輥子之間的距離，獲得不同截面形狀的管材；其中，在同一個管坯軸截面上分布4個滾輪為一組，構成了一個模孔工作表面，多組滾輪形成的孔型尺寸各不相同，這多個不連續的模孔之間形成了一條流線，用以完成拉拔過程中從管坯的引入、定位到壓縮變形直至精軋定形的全過程；鋁合金波導管通過由傳動的多組滾輪形成的孔型進行拉伸，使管坯在拉拔過程中形狀變化緩慢進行，逐漸形成近似矩形。?

在第二道次的滾拔過程中引入流函數以設計滾輪排布的流線，最終確定滾輪組的幾何型面形狀；?

　　流線方程設計為：設管的中心軸線方向為y方向，在近似矩形截面內垂直于長邊的方向為z方向，另一個方向為x方向；

①長邊中點的曲面流線方程為：

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②短邊中點的曲面流線方程為：

?????????????（2）。

　　相比現有技術，本發明具有如下有益效果：?

本發明通過由傳動的多組滾輪形成的孔型進行拉伸，使管坯在拉拔過程中形狀變化緩慢進行，逐漸形成矩形，減弱了不均勻變形的各種弊端，工序集中，效率高。吸取現有常規變形工藝即軋制和拉拔的優點而形成的一種新型塑性成形工藝，將一系列帶有特定型面的滾輪組成光順滑的型面來替代傳統的模具型腔，實現處處滾動接觸，從而拉制出質量較好，表面光滑的矩形鋁合金波導管；它利用帶孔型的多組輥軋制金屬，低成本的制造具有高精度形狀和尺寸及良好內部質量的鋁合金波導管。