[发明专利]一种行波管用螺旋线的绕制装置及绕制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波真空器件领域，具体涉及一种行波管用螺旋线的绕制装置及绕制方法。

背景技术

在微波领域中，行波管是将带宽和增益结合的最好的器件，其中螺旋线行波管应用最为广泛，其高频电路一般是一根螺旋线型金属丝或者金属带，由三根或更多介质杆夹持并固定在金属管壳内。螺旋线型金属丝的基本作用提供一个轴向传播速度接近电子运动速度并具有足够强的轴向电场的高频电磁波，使电磁波与电子注相互作用使信号得到放大。螺旋线型金属丝通常被称为螺旋线，其为高频能量和电子束能量交换和高频能量传输的载体，螺旋线的绕制材料一般为带状结构，带状结构被绕制于芯杆上后经一定的工艺处理制成螺旋线，螺旋线呈弹簧状，具有一定的内外径和一定的节距，其内外径尺寸比较小，一般内径在0.7-2mm范围内，外径由带材的厚度决定，一般随行波管工作频率的增大呈递减趋势，且精度要求高，是影响行波管参数的关键部件，外径一般要控制在0.01mm以下的精度；节距大小决定行波管工作电压的高低，其精度直接影响工作电压的起伏，一般行波管的工作电压由设计值决定，其电源的起伏值需控制在很小的范围内，因此节距的公差精度一般在0.005mm以内或者更高。绕制螺旋线的金属丝材料一般为难熔金属钼、钨等，其绕制性能差，目前使用的绕制方法，很难保证螺旋线的内外径和节距精度要求，进而影响行波管的生产效率和工作性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效保证螺旋线节距和内外径精度、进而保证行波管的生产效率和工作性能的行波管用螺旋线的绕制装置及绕制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

所述行波管用螺旋线的绕制装置，包括车床，在所述车床的刀架上连接有安装整盘带材的安装夹具，在所述车床的夹具上装有芯杆，在所述安装夹具及所述芯杆之间设有张紧夹具，所述整盘带材抽出的一端绕过张紧夹具到达芯杆位置并固定于芯杆上。

所述的安装夹具，包括支架及支架轴，所述支架轴的一端连接所述支架，另一端上设有压紧螺母，整盘带材套装于所述支架轴上，在所述支架轴上所述整盘带材及压紧螺母之间设有弹簧，所述支架与车床的刀架连接。

所述张紧夹具，包括滚轮，在所述滚轮的外表面上设有与带材适配供带材穿过的凹槽，在整盘带材中抽出的带材一端绕在所述滚轮的外表面上的凹槽内。

所述滚轮为两个以上，设于所述滚轮外表面的凹槽为三个以上。

所述滚轮的安装位置在水平方向高于所述整盘带材的位置；所述滚轮上带材穿出的一端与所述芯杆在水平方向位置相同。

所述芯杆，包括芯杆本体，在所述芯杆本体上具有一绕制螺旋线的绕制段，在所述芯杆本体上靠近所述绕制段的两端设有两固定段，在靠近绕制段的一端的固定段上设有固定孔，在靠近绕制段的另一端的固定段上设有固定凹槽。

所述芯杆本体上设有固定孔的固定段长度为螺旋线带宽的10-15倍，所述固定段的外径比芯杆本体外径小0.1-0.2mm，所述固定孔的直径为螺旋线截面直径的1.1-1.5倍。

所述芯杆本体上设有固定凹槽的固定段长度为螺旋线带宽的15-20倍，所述固定端的外径比芯杆外径小0.2-0.4mm；所述固定凹槽的深度为所述固定端外径的0.4-0.5倍。

使用所述的行波管用螺旋线的绕制装置的绕制方法，包括下述步骤：

A、将整盘带材固定于安装夹具上，安装夹具连接于车床刀架上；

B、在车床上安装绕制螺旋线所用的芯杆，抽出带材的一端，带材的一端穿过张紧夹具后到达芯杆位置，通过张紧夹具使得带材抽出的一端与带材盘间存在一定的张力；

C、在芯杆一端设有安装孔，带材抽出的一端到达芯杆位置固定于安装孔内；

D、手动旋转芯杆，使带材在芯杆上绕制几圈，将绕制在芯杆上的带材固定；

E、通过车床尾端夹具将芯杆的末端拉紧绷直，反相旋动整盘带材，整盘带材与芯杆间的带材呈张紧状态；

F、开动车床，芯杆以一定的转速旋转，同时安装夹具以一定的速度沿车床轴向运动，带材随芯杆的转动以一定的节距绕制在芯杆上；带材绕制完成时在芯杆的固定凹槽上绕制10-15圈并固定即完成螺旋线的绕制；控制车床的转速来控制芯体的转速，同时控制安装夹具的移动速度，保证螺旋线绕制的节距精度。

所述步骤F中，所述芯杆的转速为50-200转/分钟。