本發(fā)明屬于微波產(chǎn)品制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及四臂螺旋天線的加工工裝。

背景技術(shù)：

螺旋線，是實(shí)現(xiàn)微波能量放大的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。螺旋的螺距，是輻射系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，直接影響到天線的輻射特性和耦合阻抗，因此控制螺旋線繞制時(shí)的螺距精度對(duì)于天線的性能至關(guān)重要。四臂螺旋天線由四條螺旋線組合焊接在饋管上，四條螺旋線的相對(duì)位置，直接影響天線的軸比、增益及方向圖，因此加工裝備對(duì)四臂螺旋天線尤為重要。

四臂螺旋天線及其安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，4條螺旋天線01均布在饋管02的四周，螺旋天線01的兩端為呈180°對(duì)稱的兩個(gè)交錯(cuò)的直線段011，兩個(gè)直線段011中間由跨越180°傾斜延伸的一段曲線段012一體連接，所述直線段011的兩個(gè)端部分別固定于饋管02上。

例如，在研制某型號(hào)衛(wèi)星gps天線過程中，涉及到直徑φ2的不銹鋼絲(1cr18ni9tiq)的螺旋類零件，螺旋天線無法從定型的工裝上拆除、且直線段翹曲，強(qiáng)行拆除后折彎位置尺寸破壞，而且產(chǎn)品焊接過程中僅靠卡尺進(jìn)行測(cè)量控制，焊接后的產(chǎn)品易產(chǎn)生上下異型、四條螺旋線不同心等缺陷，產(chǎn)品成品率極低。

現(xiàn)有用于對(duì)螺旋天線進(jìn)行折彎的彎絲機(jī)折彎精度低、變形能力控制不足，需進(jìn)行大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)回彈規(guī)律控制變形，對(duì)于小批量產(chǎn)品而言經(jīng)濟(jì)性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一系列四臂螺旋天線的加工工裝，能夠使得四臂螺旋天線在無基準(zhǔn)的情況下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)折彎、定型、和安裝定位。

本發(fā)明創(chuàng)造首先提供了一種用于螺旋天線的芯軸，所述芯軸沿軸向分為至少3段，且通過跨越各段的螺釘進(jìn)行連接；所述芯軸沿軸的兩個(gè)端面上設(shè)有定位臺(tái)，所述定位臺(tái)的位置分別與螺旋天線的兩個(gè)直線段的位置相匹配；所述芯軸外周的半個(gè)側(cè)面上設(shè)有螺旋槽，所述螺旋槽的兩端分別與兩個(gè)所述定位臺(tái)的兩個(gè)相對(duì)的端部鄰接，所述螺旋槽的位置與螺旋天線的曲線段的位置相匹配；所述芯軸的兩個(gè)定位臺(tái)和螺旋槽共同構(gòu)成螺旋天線的結(jié)構(gòu)通道。

進(jìn)一步，所述定位臺(tái)的高度大于所述螺旋天線的直徑的1/2，所述螺旋槽的深度為所述螺旋天線的直徑的1/2，所述芯軸沿軸向分為3段。

進(jìn)一步，所述芯軸沿軸的兩個(gè)端面上還設(shè)有能夠用于與其他機(jī)構(gòu)連接的連接孔，該連接孔可以為螺紋孔，數(shù)量?jī)?yōu)選為4個(gè)。

本發(fā)明創(chuàng)造還提供一種用于螺旋天線的折彎工裝，所述折彎工裝包括所述芯軸以及能夠套裝于所述芯軸之外的套筒，所述套筒的筒體上設(shè)有能夠使所述芯軸壓緊于筒體內(nèi)側(cè)壁的壓緊裝置。

進(jìn)一步，所述壓緊裝置可以為至少一個(gè)可旋擰設(shè)置于所述套筒的筒體的螺紋通孔上的螺紋釘。所述螺紋釘優(yōu)選地設(shè)置為兩個(gè)。

本發(fā)明創(chuàng)造還提供一種用于螺旋天線的熱處理工裝，所述熱處理工裝所述芯軸以及一對(duì)蓋板，所述蓋板內(nèi)側(cè)設(shè)有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)能夠與所述芯軸的定位臺(tái)匹配并形成容納螺旋天線的直線段的通道；所述蓋板上還設(shè)有壓緊件，所述壓緊件自側(cè)面壓緊芯軸使螺旋天線的直線段夾緊于定位臺(tái)和凸臺(tái)之間；所述蓋板能夠可拆卸固定于所述芯軸的端面上。

進(jìn)一步，所述凸的高度等于或略小于螺旋天線的直徑，優(yōu)選地不小于螺旋天線的直徑的1/2。

進(jìn)一步，所述壓緊件可以為可旋擰設(shè)置于所述蓋板的螺紋通孔上的壓緊螺釘。

進(jìn)一步，所述蓋板能夠通過與所述連接孔匹配的固定螺釘實(shí)現(xiàn)與所述芯軸的可拆卸固定。

本發(fā)明創(chuàng)造還提供一種用于四臂螺旋天線的焊接工裝，所述焊接工裝包括焊接上工裝和焊接下工裝兩部分；所述焊接上工裝的底部中央設(shè)有用于固定饋管的沉頭孔，所述沉頭孔外周呈十字均布有4個(gè)用于固定螺旋天線的直線段的上條形槽，所述沉頭孔內(nèi)中央開設(shè)固定通孔，所述沉頭孔內(nèi)四周均布4個(gè)焊接工藝通孔，所述上條形槽的一端分別與所述焊接工藝通孔連通，另一端分別設(shè)有上折彎通孔；所述焊接上工裝四周還設(shè)有上弧形側(cè)壁，所述上弧形側(cè)壁與所述上條形槽交錯(cuò)分布，所述上弧形側(cè)壁的內(nèi)弧所在圓的直徑與螺旋天線的曲線段外周所在圓的直徑相匹配；所述焊接下工裝對(duì)稱分為可拆卸連接的兩個(gè)工裝塊，所述兩個(gè)工裝塊拼合后，底部中央呈能夠夾緊饋管的下通孔，所述下通孔外周呈十字均布有4個(gè)用于固定螺旋天線的直線段的下條形槽，所述下條形槽的一端分別與所述下通孔連通，另一端分別設(shè)有下折彎沉槽；所述焊接下工裝四周還設(shè)有下弧形側(cè)壁，所述下弧形側(cè)壁與所述下條形槽交錯(cuò)分布，所述下弧形側(cè)壁的內(nèi)弧所在圓的直徑與螺旋天線的曲線段外周所在圓的直徑相匹配。

進(jìn)一步，所述焊接下工裝的兩個(gè)工裝塊可以通過相互配合的卡鉤或螺孔螺釘?shù)葘?shí)現(xiàn)可拆卸連接。

本發(fā)明創(chuàng)造還提供一種用于四臂螺旋天線的加工工裝，包括所述折彎工裝、熱處理工裝以及焊接工裝。所述折彎工裝、熱處理工裝以及焊接工裝在各自的加工工序中單獨(dú)發(fā)揮作用，又在四臂螺旋天線的整個(gè)加工工序中共同促使四臂螺旋天線獲得高精度可靠安裝。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)本發(fā)明創(chuàng)造解決的問題之一是螺旋天線的成型問題。對(duì)加工工裝(折彎工裝、熱處理工裝)尺寸進(jìn)行微調(diào)，便可以得到不同螺距、螺旋升角的螺旋天線。螺旋天線從工裝上拆除無約束，適用性廣、通用性強(qiáng)。

(2)螺旋天線材料狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)一致，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定型，避免加工變形。對(duì)于螺旋天線這類微波產(chǎn)品，批量較小，精度要求較高，加工工裝(折彎工裝、熱處理工裝)能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本的同時(shí)保證質(zhì)量，具有較高的合格率，適用于小批量加工。

(3)焊接工裝保證了焊接前后螺旋天線的定型問題，提高了加工精度。

附圖說明

本發(fā)明創(chuàng)造的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，附圖中的相關(guān)工裝裝置僅作為示例性的參考，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為四臂螺旋天線及其安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為芯軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為折彎工裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為熱處理工裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為芯軸的拆除過程示意圖；

圖6為焊接工裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為焊接工裝與螺旋天線匹配狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

01-螺旋天線；011-直線段；012-曲線段；02-饋管；100-芯軸；101-螺釘；102-定位臺(tái)；103-螺旋槽；104-連接孔；200-套筒；201-筒體；202-螺紋釘；300-蓋板；301-凸臺(tái)；302-壓緊件；303-固定螺釘；400-焊接上工裝；401-沉頭孔；402-上條形槽；403-固定通孔；404-焊接工藝通孔；405-上折彎通孔；406-上弧形側(cè)壁；500-焊接下工裝；501-下通孔；502-下條形槽；503-下折彎沉槽；504-下弧形側(cè)壁。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。

本發(fā)明創(chuàng)造的四臂螺旋天線的加工工裝，包括折彎工裝(圖3)、熱處理工裝(圖4)以及焊接工裝(圖6)，所述折彎工裝、熱處理工裝以及焊接工裝在各自的加工工序中單獨(dú)發(fā)揮作用，又在四臂螺旋天線的整個(gè)加工工序中共同促使四臂螺旋天線獲得高精度可靠安裝。

所述加工工裝設(shè)有芯軸100(圖2)，所述芯軸100可以分別作為折彎工裝和熱處理工裝的一個(gè)有效部分。所述芯軸100沿軸向分為至少3段，且通過跨越各段的螺釘101進(jìn)行連接；所述芯軸100沿軸的兩個(gè)端面上設(shè)有定位臺(tái)102，所述定位臺(tái)102的位置分別與螺旋天線的兩個(gè)直線段011的位置相匹配；所述芯軸100外周的半個(gè)側(cè)面上設(shè)有螺旋槽103，所述螺旋槽103的兩端分別與兩個(gè)所述定位臺(tái)102的兩個(gè)相對(duì)的端部鄰接，所述螺旋槽103的位置與螺旋天線的曲線段012的位置相匹配；所述芯軸100的兩個(gè)定位臺(tái)102和螺旋槽103共同構(gòu)成螺旋天線的結(jié)構(gòu)通道。

芯軸100的設(shè)置是保證螺旋天線加工精度的重要因素之一，在螺旋天線進(jìn)行折彎和熱處理的過程中，能夠有效保證加工過程螺旋線在定位臺(tái)102和螺旋槽103內(nèi)不發(fā)生變形。另外，芯軸100沿軸的分段設(shè)置能夠巧妙利用中間段可抽出的特點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)加工工藝中上下兩端受螺旋天線直線段011及螺旋圓角(直線段011和曲線段012相接的轉(zhuǎn)角部分)限制無法拆除或拆除損壞的現(xiàn)象。拆除過程如圖5所示，螺釘101拆卸后，首先將芯軸100中間段抽離，然后芯軸100邊緣的一段沿螺旋槽103的方向向下旋轉(zhuǎn)一定距離，然后取下即可，這樣即可避免螺旋天線直線段011及螺旋圓角對(duì)工裝拆除的干涉。

進(jìn)一步，所述定位臺(tái)102的高度大于所述螺旋天線的直徑的1/2，所述螺旋槽103的深度為所述螺旋天線的直徑的1/2，所述芯軸100沿軸向分為3段。

進(jìn)一步，所述芯軸100沿軸的兩個(gè)端面上還設(shè)有能夠用于與其他機(jī)構(gòu)(如下面的蓋板300)連接的連接孔104，該連接孔104可以為螺紋孔，數(shù)量?jī)?yōu)選為4個(gè)。

所述折彎工裝包括所述芯軸100以及能夠套裝于所述芯軸100之外的套筒200(圖3)，所述套筒200的筒體201上設(shè)有能夠使所述芯軸100壓緊于筒體201內(nèi)側(cè)壁的壓緊裝置。

進(jìn)一步，所述壓緊裝置可以為至少一個(gè)可旋擰設(shè)置于所述套筒200的筒體201的螺紋通孔上的螺紋釘202。所述螺紋釘202通過旋擰調(diào)整深入所述套筒200內(nèi)的深度，并將芯軸100自側(cè)壁壓緊于套筒200的筒體201內(nèi)側(cè)壁。所述螺紋釘202優(yōu)選地設(shè)置為兩個(gè)。

所述熱處理工裝所述芯軸100以及一對(duì)蓋板300(圖4)，所述蓋板300內(nèi)側(cè)設(shè)有凸臺(tái)301，所述凸臺(tái)301能夠與所述芯軸100的定位臺(tái)102匹配并形成容納螺旋天線的直線段011的通道；所述蓋板300上還設(shè)有壓緊件302，所述壓緊件302自側(cè)面壓緊芯軸100使螺旋天線的直線段011夾緊于定位臺(tái)102和凸臺(tái)301之間；所述蓋板300能夠可拆卸固定于所述芯軸100的端面上。

進(jìn)一步，所述凸臺(tái)301的高度等于或略小于螺旋天線的直徑，優(yōu)選地不小于螺旋天線的直徑的1/2，便于對(duì)螺旋天線的的直線段011進(jìn)行夾緊。

進(jìn)一步，所述壓緊件302可以為可旋擰設(shè)置于所述蓋板300的螺紋通孔上的壓緊螺釘。

進(jìn)一步，所述蓋板300能夠通過與所述連接孔104匹配的固定螺釘303實(shí)現(xiàn)與所述芯軸100的可拆卸固定。

所述焊接工裝包括焊接上工裝400和焊接下工裝500兩部分(圖6、圖7)；所述焊接上工裝400的底部中央設(shè)有用于固定饋管02的沉頭孔401，所述沉頭孔401外周呈十字均布有4個(gè)用于固定螺旋天線的直線段011的上條形槽402，所述沉頭孔401內(nèi)中央開設(shè)固定通孔403，所述沉頭孔401內(nèi)四周均布4個(gè)焊接工藝通孔404，所述上條形槽402的一端分別與所述焊接工藝通孔404連通，另一端分別設(shè)有上折彎通孔405；所述焊接上工裝400四周還設(shè)有上弧形側(cè)壁406，所述上弧形側(cè)壁406與所述上條形槽402交錯(cuò)分布，所述上弧形側(cè)壁406的內(nèi)弧所在圓的直徑與螺旋天線的曲線段012外周所在圓的直徑相匹配；所述焊接下工裝500對(duì)稱分為可拆卸連接的兩個(gè)工裝塊，所述兩個(gè)工裝塊拼合后，底部中央呈能夠夾緊饋管02的下通孔501，所述下通孔501外周呈十字均布有4個(gè)用于固定螺旋天線的直線段011的下條形槽502，所述下條形槽502的一端分別與所述下通孔501連通，另一端分別設(shè)有下折彎沉槽503；所述焊接下工裝500四周還設(shè)有下弧形側(cè)壁504，所述下弧形側(cè)壁504與所述下條形槽502交錯(cuò)分布，所述下弧形側(cè)壁504的內(nèi)弧所在圓的直徑與螺旋天線的曲線段012外周所在圓的直徑相匹配。

其中，所述焊接工裝的上條形槽402和下條形槽502分別用于對(duì)螺旋天線的直線段011進(jìn)行限位固定，上折彎通孔405和下折彎沉槽503分別用于避免螺旋天線的螺旋圓角(直線段011和曲線段012相接的轉(zhuǎn)角部分，也稱折彎處)與上條形槽402或下條形槽502的干涉，所述焊接工藝通孔404用于焊接觀察，所述固定通孔403用于通過螺釘實(shí)現(xiàn)焊接工裝與饋管02的固定，所述上弧形側(cè)壁406和下弧形側(cè)壁504分別用于對(duì)螺旋天線的曲線段012進(jìn)行限位固定。所述焊接工裝能夠保證：1、消除饋管02機(jī)加變形對(duì)螺旋天線焊接的影響；2、保證四條螺旋天線上下端處于同一個(gè)平面且相互垂直；3、保證螺旋天線焊前后外徑尺寸要求，防止加工變形。

進(jìn)一步，所述焊接下工裝500的兩個(gè)工裝塊可以通過相互配合的卡鉤或螺孔螺釘?shù)葘?shí)現(xiàn)可拆卸連接。

采用上述工裝，對(duì)四臂螺旋天線的一個(gè)簡(jiǎn)要的加工過程如下：將用車床繞制好的螺旋線至于芯軸100上螺旋槽103內(nèi)，安裝套筒200，保證芯軸100上一側(cè)定位臺(tái)102突出套筒200。通過套筒200側(cè)面的螺紋釘202將芯軸100自側(cè)壁壓緊于套筒200的筒體201內(nèi)側(cè)壁，使螺旋天線的曲線段012壓緊固定，避免后續(xù)的折彎操作對(duì)曲線段012造成扭曲變形。將套筒200用虎鉗裝夾固定，用纏繞醫(yī)用膠帶的鉗子將需要折彎并制成直線段011的螺旋線校直，利用方鐵將校直的螺旋線向芯軸100突出的定位臺(tái)102方向折彎，方鐵與螺旋線接觸面用醫(yī)用膠帶纏繞，保護(hù)螺旋線，用錘子敲擊方鐵將校直后的螺旋線有與芯軸100突出的定位臺(tái)102貼合的趨勢(shì)，將套筒200拆除。按照相同的方法完成另一側(cè)螺旋線折彎。

將帶有折彎后螺旋線的芯軸100與蓋板300組合形成熱處理工裝，采用壓緊件302自側(cè)面壓緊芯軸100，使螺旋天線的直線段011夾緊于定位臺(tái)102和凸臺(tái)301之間進(jìn)行定位，然后按照需要的熱處理制度對(duì)螺旋線進(jìn)行定型，形成一根螺旋天線01。經(jīng)熱處理后的螺旋天線01半徑精度可達(dá)到±0.05mm。

將4條螺旋天線01通過焊接工裝定位，焊接上工裝400通過螺釘和固定通孔403與饋管02連接，焊接下工裝500通過兩個(gè)工裝塊夾緊在饋管02圓柱上。然后對(duì)螺旋天線01和饋管02進(jìn)行焊接操作，焊接過程可通過焊接工藝通孔404進(jìn)行觀察。焊接完成后拆除焊接工裝即可。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。