[发明专利]一种利用分段冷配法的弯曲斜螺线管CCT骨架加工方法

说明书

本发明公开了一种利用分段冷配法的弯曲斜螺线管CCT骨架加工方法，其通过：将骨架沿轴向分若干段，根据每段骨架参数尺寸在铝合金材料上加工对应骨架弯曲所需弧度和内外径、在骨架的两端加工可配对的定位燕尾槽、采用冷装的方法将骨架段进行拼接装配、在装配好的内弯曲骨架上加工斜螺旋线槽；待内骨架及线圈制作完成后，嵌套外层骨架段，通过冷装的方法拼接装配骨架段，加工外骨架线槽等步骤实现。采用轴向分段的方法加工弯曲CCT骨架易实现，降低弯曲CCT骨架的加工难度。本发明的实用性强，能够有效地解决目前CCT弯曲骨架加工难度大以及需要多层嵌套的问题，对弯曲CCT型磁体骨架的制作有着重要的参考意义。

技术领域

本发明主要涉及异形超导磁体骨架加工制造技术领域，具体涉及一种弯曲斜螺线(Canted Cosine Theta,CCT)磁体骨架的加工制作方法。

背景技术

CCT磁体线圈结构轻巧新颖，磁场质量品质优越，线圈端部无需优化，CCT嵌槽式骨架中的线槽壁可有效阻断线圈匝间洛仑磁力的累积，使整个线圈上的应力较小，机械性能突出，且适用于现有的各种实用化超导线材，CCT结构不仅可以制作成二极磁体，还可以制作成四极磁体、六极磁体等多极磁体类型，同时该结构还可以设计组合功能型磁体，具有很好的应用前景。

CCT这种嵌槽式骨架的加工质量直接影响磁体的磁场品质，由于弯曲CCT骨架本身结构的特殊性，现有的加工方法不适用于弯曲CCT磁体骨架的加工，这也制约的弯曲CCT磁体技术的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用分段冷配法的弯曲斜螺线管CCT骨架加工方法，以实现研制各种弯曲CCT磁体。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种利用分段冷配法的弯曲斜螺线管CCT骨架加工方法，包括如下步骤：

步骤1：根据待加工骨架尺寸，选择合适的铝合金棒状材料；

步骤2：采用粗加工与精加工结合的方法，在所述铝合金棒状材料上进行加工，先在所述铝合金棒状材料的外壁面进行粗加工，直接加工出每段弯曲骨架段所需的弯曲弧度及骨架外径，再结合精加工对所述弯曲骨架段的弧度及外径进行加工；

步骤3：对每段弯曲骨架段进行线切割取所需长度，再利用粗加工与精加工结合的方法加工骨架内径；

步骤4：将所述每段弯曲骨架段两侧端面上均开设能够配对的燕尾槽；

步骤5：利用燕尾槽进行定位，并采用冷装的方法拼接每段弯曲骨架段，将若干骨架段拼接成完整弯曲骨架；

步骤6：将固定后的完整弯曲骨架固定于五轴数控机床在所述骨架的外壁面上连续加工螺旋线槽，并以弯曲斜螺旋线曲线方程作为驱动轨迹。

进一步的，步骤1中，对所述的铝合金棒状材料进行退火去应力处理，所述铝合金棒状材料的直径应大于待加工骨架直径，所述铝合金棒状材料分段数与待加工骨架的段数一致。

进一步的，步骤2和步骤3中，精加工前再次对所述的棒状材料进行退火去应力处理以保证加工精度。

进一步的，步骤4中，对所述弯曲骨架段两端开设的配对的燕尾槽应为过盈配合。

本发明的有益效果在于：

1.将弯曲骨架沿轴向为若干段进行加工，解决了有效控制管壁内径尺寸的问题；

2.将弯曲骨架沿轴向分段方法可防止骨架加工中由于骨架过长造成骨架变形；

3.所述弯曲骨架段两端开设的可配对的燕尾槽，能够快速找准骨架段间贴合的位置，通过冷装方式进行组装可使两骨架精准完美的贴合，减低装配误差。

本发明的创新性好，实用性强，能够有效地解决目前CCT弯曲骨架加工难度大以及CCT磁体的多层嵌套的问题，对弯曲CCT型磁体骨架及磁体制作有着重要的参考意义。