[发明专利]应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法

说明书

本发明涉及一种应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法，对工件毛坯待加工区的外边缘处微铣削加工制得沿X轴方向延伸的X向对刀槽、沿Y轴方向延伸的Y向对刀槽；微铣削加工过程中更换刀具后，以X向对刀槽和Y向对刀槽为基准对应进行刀具X方向和Y方向的二次对刀；当X向对刀槽或/和Y向对刀槽被微铣削加工去除后，基于对应处已加工表面的侧壁进行刀具X方向或/和Y方向的二次对刀。本发明提供了一种应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法，其能够保证慢波结构微铣削加工时相对位置的准确性，提高微铣削加工精度。

技术领域

本发明涉及超精密微铣削加工技术领域，尤其涉及一种应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法。

背景技术

太赫兹频段折叠波导慢波结构是行波管放大器的核心零件，其尺寸微小、结构复杂，由引导电磁波走向的S型折叠波导与直型带状电子束通道组成。如图1所示的太赫兹频段折叠波导慢波结构，其整体为长48mm、宽10mm、高10mm的长方体结构。沿长方体上表面长度方向的中轴线加工有直型带状电子束通道(下文中简称为直槽)，直槽的一端设为入口，另一端设为出口。在直槽的入口和出口之间的设定间距内加工有传输太赫兹波的S型折叠波导(下文中简称为S型槽)，S型槽靠近直槽的入口一端加工与S型槽贯通的入口通道作为射频输入端口，S型槽的另一端加工出口通道作为射频输出端口，射频输入端口与输出端口相距22.2mm。S型槽与直槽相互贯穿使慢波结构中存在数目众多的薄壁孤岛结构(下文中简称为孤岛)，尤其慢波结构中S型槽深宽比达到255μm/100μm，共75周期，孤岛宽度为48μm，跨度为22.2mm，属于典型的多周期、大深宽比、薄壁复杂结构件。慢波结构的制造水平决定了电真空放大器的工作性能，其中折叠波导结构的尺寸精度及其尺寸一致性与电真空放大器的杂波抑制效果密切相关。此外，慢波结构部件由2个镜像对称的二等分波导结构装配而成，其双侧慢波结构的加工精度及装配精度决定了能否为电磁波形成有效的传输路径。因此，保证慢波结构的加工精度是其高精度制备的关键。

目前，超精密微铣削技术加工质量稳定，成本相对较低，被认为是制备慢波结构最为有效的加工方法之一。然而，机床的定位精度、重复定位精度及轮廓跟随精度等多方面的因素，将在很大程度上制约慢波结构尺寸、形状与位置精度的提高。此外，慢波结构采用塑性与延展性优异的颗粒增强型弥散无氧铜复合材料作为工件本体，一方面在材料去除过程中极易产生毛刺，另一方面增强颗粒的存在对刀具磨损影响显著。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法，其能够保证慢波结构微铣削加工时相对位置的准确性，提高微铣削加工精度。

发明采用的技术方案是：一种应用于折叠波导慢波结构微铣削加工精度保障的工艺方法，对工件毛坯待加工区的外边缘处微铣削加工制得沿X轴方向延伸的X向对刀槽、沿Y轴方向延伸的Y向对刀槽；微铣削加工过程中更换刀具后，以X向对刀槽和Y向对刀槽为基准对应进行刀具X方向和Y方向的二次对刀；当X向对刀槽\Y向对刀槽被微铣削加工去除后，基于对应处已加工表面的侧壁进行刀具X方向\Y方向的二次对刀。

作为对上述技术方案的进一步限定，在直槽的入口或出口处加工X向对刀槽，在S型槽的入口通道或出口通道处加工Y向对刀槽；X向对刀槽、Y向对刀槽均加工为长条槽，长条槽的长度方向与对应坐标轴方向一致，长条槽的宽度与微铣刀的直径对应，长条槽的深度小于微铣刀的直径。

作为对上述技术方案的进一步限定，二次对刀采用插入观察切屑的方法对刀。

作为对上述技术方案的进一步限定，包括以下步骤，

步骤S1：对工件毛坯进行定位与夹紧；

步骤S2：微铣削加工去除工件毛坯上表面与微铣刀回转轴线不垂直的材料；

步骤S3：更换新的刀具，利用刀具在位检测装置对刀具的在位状态进行检测；