[發明專利]一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法

在審

• 申請號: 202011126855.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112276176A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 吳春亞;李曦光;陳明君;吳佳昊;劉暢;侯博;韓鵬宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23C9/00;B23Q11/00;B23Q17/20;B23Q17/09;B08B3/12
• 代理公司: 石家莊科途知識產權代理事務所(普通合伙) 13141
• 代理人: 劉笑

本發明涉及一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法，微銑削加工生成慢波結構中的直槽后，將PMMA膠體填充至直槽腔體；等待至PMMA膠體固化后，再進行慢波結構中S型槽的微銑削加工；待工件加工完畢后，將工件置于有機溶劑中溶解PMMA固化層，清洗，烘干；其中，PMMA膠體是將聚甲基丙烯酸甲酯和亞克力固化劑按照質量比為(1～1.4):1均勻混合制得。本發明提供了一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法，采用PMMA膠體涂覆填充于已加工直槽腔體內部作為輔助支撐材料，用以在切削過程中增強彌散無氧銅材料邊界抵抗塑性變形的能力，進而抑制槽頂、槽肩以及孤島根部毛刺的形成。

技術領域

本發明涉及超精密微銑削加工技術領域，尤其涉及一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法。

背景技術

慢波結構是行波管放大器的核心零件。如圖1所示的太赫茲頻段折疊波導慢波結構，其整體為長48mm、寬10mm、高10mm的長方體結構。沿長方體上表面長度方向的中軸線加工有直型帶狀電子注通道(下文中簡稱為直槽)，直槽的一端設為入口，另一端設為出口。在直槽的入口和出口之間的設定間距內加工有傳輸太赫茲波的S型波導(下文中簡稱為S型槽)，S型槽靠近直槽的入口一端加工與S型槽貫通的入口通道作為射頻輸入端口，S型槽的另一端加工出口通道作為射頻輸出端口，射頻輸入端口與輸出端口相距22.2mm。S型槽與直槽相互貫穿使慢波結構中存在數目眾多的薄壁孤島結構(下文中簡稱為孤島)，尤其慢波結構中S型槽深寬比達到255μm/100μm，共75周期，孤島寬度為48μm，跨度為22.2mm，屬于典型的多周期、大深寬比、薄壁復雜結構件。慢波結構的制造水平決定了電真空放大器的工作性能，其中折疊波導結構的尺寸精度及其尺寸一致性與電真空放大器的雜波抑制效果密切相關，表面粗糙度則會影響電真空器件的放大效率。因此，保證其加工精度與加工表面質量是慢波結構制備的關鍵。

目前，超精密微銑削技術憑借其相對較低的加工成本、較高的加工效率以及穩定的加工質量等諸多優勢，已經成為制備慢波結構最為常用的加工手段之一。然而，慢波結構幾何形態復雜，采用塑性與延展性優異的彌散無氧銅復合材料作為工件材料，在微銑削加工過程中，槽頂、槽肩及孤島根部等關鍵部位極易產生毛刺，不僅會惡化已加工表面質量，而且會對電磁波與電子注的有效傳播產生明顯的消極影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法，其能夠有效抑制超精密微銑削慢波結構過程中產生的毛刺。

發明采用的技術方案是：一種應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法，應用于折疊波導慢波結構的微銑削毛刺抑制方法，其特征在于：微銑削加工生成慢波結構中的直槽后，將PMMA膠體填充至直槽腔體；等待至PMMA膠體固化后，再進行慢波結構中S型槽的微銑削加工；待工件加工完畢后，將工件置于有機溶劑中溶解PMMA固化層，清洗，烘干；其中，PMMA膠體是將聚甲基丙烯酸甲酯和亞克力固化劑按照質量比為(1～1.4):1均勻混合制得。

作為對上述技術方案的進一步限定，所述直槽腔體內PMMA膠體的填充量至少為直槽高度的2/3。

作為對上述技術方案的進一步限定，包括以下步驟，

步驟S1：對工件毛坯進行定位與夾緊；

步驟S2：微銑削加工去除工件毛坯上表面與微銑刀回轉軸線不垂直的材料；

步驟S3：更換刀具，利用刀具在位檢測裝置對刀具的在位狀態進行檢測；

步驟S4：進行X、Y與Z三個方向的對刀，設置工件毛坯加工的相對坐標系原點；

步驟S5：對工件毛坯進行微銑削加工，生成慢波結構中的直槽；

步驟S6：采用PMMA膠體對已加工生成的直槽腔體進行填充；

步驟S7：等待至PMMA膠體固化后進行S型槽的微銑削加工；