波導管折彎工藝研究及自動折彎機的設計

彭威

（廣州市吉峰金屬塑膠制品有限公司，廣東 廣州 510630）

雷達饋電網絡運行中存在很多波導管，波導管的彎曲加工質量直接影響著雷達系統的性能。在傳統彎曲加工中，主要使用刻紋類型、剛性芯棒類型、柔性芯棒類型與內部填充類型的加工方式，工作效率低，成品的成型數量少，且在使用中存在加工困難的問題。因此，在波導管折彎工藝應用中，需合理使用彎曲波導代替傳統的焊接件，以簡化整體流程，降低生產期間的成本支出，提升設備加工的可靠性和有效性。

1 波導管彎曲成型特征分析

1.1 需達到的技術指標分析

首先，需進行E與H面的彎曲處理，將彎曲角度控制在30°～150°之間，且精確度要在±1.6°左右；其次，E面的最小彎曲半徑長度需達到21 mm左右，H面需達到41 mm左右；最后，內腔變形也要將截面尺寸嚴格控制在0.05 mm以內，且要符合電氣性能相關要求。

1.2 特點分析

在波導管彎曲加工工作中，不僅會出現橫截的形狀變化，還會發生壁厚的變化。所以，在彎曲工藝加工中，需重點關注內腔尺寸的情況，了解具體的變化量。在針對管材進行彎曲處理期間，需了解內側部分受壓變形情況，明確厚度與寬度特點。對于外側面的受拉力變形而言，主要表現在壁厚的增加與減少方面，且側面寬度也會決定波導管的實際特點。

1.3 彎曲變形應力應變情況分析

對于波導管而言，與圓管相比，矩形管形狀并不是自支撐結構，且在彎曲期間，不能保證圓周金屬形成內弧線與外弧線的流動性，因此，在矩形管實際分析中，很難形成小半徑的彎曲狀態。

通常情況下，在實際工作中，可以假設金屬材料拉伸與壓縮都會產生同一變形抵抗力，且可以利用均一方式表達金屬機械性能，進而可形成同一應力的拉伸與壓縮方式。在波導管模具與芯棒實際分析期間，可以將其作為剛體結構，認為管材內腔幾何尺寸不會發生任何變化，只需開展管壁應力應變方面的分析工作即可。在開始彎曲加工的時候，中性材料與管材之間出現重合現象，在增加變形之后，中性材料會出現部分移動的現象，而拉伸的區域逐漸增加，壓縮的結構減少，外側的壁厚呈現明顯的變薄趨勢。

在處理形態為軟化特征的波導管期間，可以忽略彈性變形問題，如果R/B的數值很小，那么變形的數量就會很大，材料會處于塑性的狀態，管材也會受到一定的軸向應力。在彎曲前后，如果能夠保持中性層位的位置不發生變化，那么，可以將Y作為主要的坐標點，利用公式AY＝AS＋gb，其中，G＝Y/B表示纖維層的應力狀況。在斷面假設的過程中，如果處于理想狀態，那么可以利用圖1表示橫斷面的應力分布情況。

圖1 波導傳輸管結構圖

假設管件在實際加工的過程中彎曲角度為A，并且中性層與管件之間相互重合，那么，中性層應力長度可以利用公式表達為L＝RA，在實際計算材料期間，最外層的長度可以利用公式表達為L＝（R＋B/2）A，對于管材彎曲的內側材料而言，其長度為l＝（R－B/2）A.

2 自動波導管的彎曲設計措施

2.1 設計工作的具體技術方式分析

設計工作的具體技術方式如下：①在彎曲設計工作中，需全面了解機理情況，針對應力進行合理測試，全面了解材料變形特點與狀況；②反復實驗，然后針對各類狀況之下的波導管彎曲變形數據信息進行分析，得到準確的拉伸極限參數結果；③制訂完善的彎曲熱處理方案，明確各方面工作規范內容，使得波導管在彎曲期間，彎曲力量與主推力量大小符合規定；④合理旋轉折彎的芯子材料與芯子形狀；⑤按照折彎角度的相關精確度規范，合理開展電控機的設計工作；⑥在實際設計期間，需合理生產波導管的機械。

2.2 明確彎曲機械的系統構成情況

在波導管自動折彎機械實際運行的過程中，主要構成結構為夾緊系統、裝料卸料系統、軸向頂推系統、主回轉系統、控制與動力系統等。在裝料機實際運行的過程中，可以實現夾緊系統的配合工作，針對芯子材料進行合理的安裝與夾緊。對于控制系統而言，主要針對彎曲角度進行全面的控制。而液壓缸驅動齒條在實際運轉的過程中，可以實現科學地彎曲加工的目的，全面提升整體加工工作水平，滿足當前的發展需求。對于夾緊系統而言，在實際運行中主要使用曲柄連桿方式設計，能夠在旋轉驅動力較小的情況下，形成很高的緊鎖限制力量，以此加強成型期間模具夾緊狀態的控制[1]。

對于裝料與卸料機械而言，可以根據相關折彎工作特征，使用雙L類型的剖分式組合方式對腔結構進行合理的設計，且在設計工作中，需針對矩形腔進行嚴格的探討與分析，沿著對角線的實際方向進行剖分處理。如果機械處于夾緊退出的轉臺，那么管材就會與模具出現自動脫離的現象，以此來完成卸料工作任務。

在軸向頂推系統的實際運行期間，主要是在波導管彎曲加工工作中，依據曲半徑數據信息對推力的大小進行調整，能夠減少現行問題，并且在壓力調整的過程中，能夠提升頂推力的可靠性和有效性，提升裝卸芯棒工作效果[2]。

在主回旋系統的實際運行期間，主要使用齒輪齒條系統進行處理，能夠在液壓缸的驅動之下，形成齒條的帶動旋轉，全面提高驅動力，且增強結構的緊湊性，提高系統運行的穩定性，增強回轉速度均勻效果，以免造成沖擊性影響[3]。

在自動控制系統實際運行期間，主要使用的是機電一體化控制技術方式，能夠充分發揮其中編程控制器的積極作用，實現機械協調動作管理的目的，還能夠使用旋轉編碼器對彎曲角度進行合理的測量與反饋，以此提升整體工作水平。

3 結束語

波導管自動折彎機械的使用，能夠改革傳統的彎曲加工方式，除了可以縮短整體生產工作周期之外，還可以降低生產成本，提升彎曲加工的經濟效益。經過調查可以得知，加工周期可以縮短90%左右，生產成本可以降低95%左右，且成品率在95%左右。

［1］董鍵，崔秀芝.波導管中微波波長測量方法的研究［J］.物理實驗，2013（8）：30-32，36.

［2］濰坊奧騰冷彎機械有限公司.工具箱自動折彎機：中國，CN201710382122.5［P］.2017-08-11.

［3］廣州康美風空調設備有限公司.自動折彎機：中國，CN201720098378.9［P］.2017-09-15.