CN102744490A - 一种平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种平板天线钎焊防变形夹具，其包含：固定组件，用于放置装配好的待钎焊平板天线；压板，放置在所述待钎焊平板天线的上表面上，该压板的形状与所述待钎焊平板天线的上表面形状相匹配；若干弹簧螺钉组件，其设置在所述固定组件上，用于压紧压板上的各个压紧点位，使压板压紧并贴合所述待钎焊平板天线的上表面。本发明还公开一种平板天线钎焊防变形夹具的装配方法。本发明能够在高温下通过调节高温弹簧的压缩量来控制并消除夹具和平板天线之间的热膨胀差值，以减小钎焊后的变形量，有效达到平板天线钎焊防变形的目的，保证能够高效率、高精度、高质量的完成平板天线的一次焊接成型。

Description

一种平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种应用于结构较复杂的平板天线钎焊的防变形夹具，本发明还涉及一种平板天线钎焊防变形夹具的装配方法。

背景技术

平板天线由0.8～1mm厚的辐射盖板、隔板、底板等组成的共壁波导阵和馈电波导焊接成型。该类天线结构复杂，由多层构成，目前国内外对此产品通常以数控加工成形，装配后采用盐浴焊、真空钎焊等几种焊接方式进行整体焊接。现有技术的这种平板天线的制造方法在制造工艺上存在一系列问题，尤其是天线的组合钎焊过程。由于波导作为微波传输通道，其有非常严格的截面尺寸、形位公差的要求，更不能有未焊上的钎缝和截面的翘曲变形，任何加工不合适都会影响平板天线的相位和驻波，所以对钎焊过程中的变形控制显得尤为重要。

平板天线的材料采用铝合金，而在钎焊过程中用于固定夹持平板电线的夹具则一般采用不锈钢材料制成。由于铝合金和不锈钢材料的线膨胀系数差距很大，铝合金平均线膨胀系数为25×10^-6/K，而不锈钢平均线膨胀系数为18×10^-6/K。如此巨大的线膨胀系数差值在高温的情况下，极易造成天线的变形。

所述用于平板天线的钎焊防变形夹具，在现有技术中可采用以下两种结构实现。第一种是使用螺钉压紧式的强制变形夹具，如图1所示，该夹具包含：上固定板4，下固定板5，压板7和若干夹紧螺钉1。其中所述上固定板4和下固定板5之间通过螺柱2和螺母3固定连接。装配好的待钎焊的平板天线6放置在下固定板5的顶面上以此作为基准面，所述压板7放置在平板天线6的上表面上，该压板7的形状是按照平板天线6的上表面形状相配设计的。进一步根据所述平板天线6的上表面形状以及压板7的形状，确定螺钉压紧点位，并在上固定板4上的相应位置处安装若干夹紧螺钉1，通过拧紧所述的夹紧螺钉1来压紧平板天线6上表面较为复杂的各个层面。

但是在钎焊过程中，采用上述结构的夹具夹紧平板天线，存在以下不足和限制。首先，由于平板天线的构成层数较多，各层零部件通过数控加工完成后存在不同程度的变形，采用螺钉压紧式的强制变形夹具没有任何调节的弹性空间，各个夹紧螺钉极难同时保证对平板天线上表面的压紧贴合。其次，由于在高温情况下，平板天线的膨胀非常严重，部分区域会产生较大变形，而部分区域又会产生虚焊的情况，因此将直接导致平板天线的钎焊质量无法得到保证。

现有技术中的第二种防变形夹具，是采用自重压紧式的结构，如图2所示，其包含下固定板5和自重压块7。装配好的待钎焊的平板天线6放置在下固定板5的顶面上以此作为基准面，所述自重压块7放置在平板天线6的上表面上，该自重压块7的形状是按照平板天线6的上表面形状相配设计的，用于直接压紧平板天线6上表面较为复杂的各个层面。

虽然所述的采用自重压紧式的夹具能够避免第一种采用螺钉压紧式的强制变形夹具的缺陷，但是其仍然存在以下缺点和限制。首先，这种自重压紧式的夹具只适用于上表面结构较为简单平坦的平板天线，而对于上表面结构较为复杂的平板天线而言，自重压紧式的夹具在装配上较为困难，导致压紧效果并不理想。其次，由于自重压紧式的夹具对于震动较为敏感，在平板天线的钎焊过程中，轻微的震动即会影响到焊接质量。第三，由于设置自重压块，因此整个夹具的重量和体积较大，延长了焊接工艺的时间；并且在炉内占用较大空间，减少了产品的装炉量，，导致生产效率明显降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法，能够在高温下通过调节高温弹簧的压缩量来控制并消除夹具和平板天线之间的热膨胀差值，以减小钎焊后的变形量，有效达到平板天线钎焊防变形的目的，保证能够高效率、高精度、高质量的完成平板天线的一次焊接成型。

为实现上述目的，本发明提供一种平板天线钎焊防变形夹具，其包含：固定组件，用于放置装配好的待钎焊平板天线；压板，放置在所述待钎焊平板天线的上表面上，该压板的形状与所述待钎焊平板天线的上表面形状相匹配；若干弹簧螺钉组件，其设置在所述固定组件上，用于压紧压板上的各个压紧点位，使压板压紧并贴合所述待钎焊平板天线的上表面；其中，所述弹簧螺钉组件包含：调节螺钉；定位螺钉；连接套筒，其第一端与所述调节螺钉连接，第二端与所述定位螺钉连接；弹簧，其套设在所述定位螺钉和连接套筒的外部，且该弹簧一端固定在所述定位螺钉的头部。

所述固定组件包含上固定板和下固定板；该上固定板和下固定板之间通过螺柱和螺母固定连接；所述待钎焊的平板天线放置在下固定板的顶面上。

所述上固定板上设置若干螺纹孔，每个螺纹孔分别对准压板上的各个压紧点位；所述若干调节螺钉分别拧入并穿过上固定板上的各个螺纹孔，即每个调节螺钉的尾部端口对准压板上的各个压紧点位。

所述调节螺钉的尾部端口设置有第一连接孔，该第一连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述连接套筒的第一端外壁上设置有外螺纹，所述连接套筒的第一端插入第一连接孔并通过螺纹与所述调节螺钉连接。

所述连接套筒的第二端端口设置有第二连接孔，该第二连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述定位螺钉的尾部端口外壁上设置有外螺纹，且该定位螺钉靠近头部的外壁设置为光杆，所述定位螺钉的尾部插入第二连接孔并通过螺纹与所述连接套筒连接限位。

所述弹簧采用高温弹簧。

本发明还提供一种平板天线钎焊防变形夹具的装配方法，具体包含以下步骤：

步骤1、根据待钎焊的平板天线的上表面形状以及压板的形状，确定压板上的各个压紧点位；

步骤2、装配若干弹簧螺钉组件，并分别将其设置在上固定板上；

步骤3、连接安装上固定板和下固定板，根据待钎焊的平板天线的上表面形状，通过调节各个弹簧螺钉组件，在压板上的各个压紧点位处，对待钎焊的平板天线的上表面进行压紧操作；

步骤4、对待钎焊的平板天线进行钎焊；在钎焊过程中，根据平板天线的变形情况，通过不断调整各个调节螺钉来调整弹簧的压缩量以保证钎焊质量；钎焊完成后，取下上固定板，即得到完成钎焊的平板天线。

所述的步骤1中，具体包含：

步骤1.1、根据待钎焊的平板天线的上表面形状制造压板，使压板的形状与该待钎焊的平板天线的上表面形状相匹配；

步骤1.2、根据压板的形状，确定压板上的各个压紧点位的位置；

步骤1.3、在上固定板上对准各个压紧点位的位置处钻设螺纹孔。

所述的步骤2中，具体包含：

步骤2.1、将若干调节螺钉分别拧入并穿过上固定板上的各个螺纹孔；

步骤2.2、将若干连接套筒的第一端分别插入各个调节螺钉的第一连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.3、将若干定位螺钉的尾部分别插入各个连接套筒的第二连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.4、将若干弹簧分别套设在各个定位螺钉和连接套筒的外部，且每个弹簧的一端固定在各个定位螺钉的头部；所述弹簧采用高温弹簧。

所述的步骤3中，具体包含：

步骤3.1、将螺柱安装在下固定板的两端，再将装配好的待钎焊的平板天线放置在下固定板的顶面上，最后通过螺母固定连接上固定板和下固定板；

步骤3.2、根据待钎焊的平板天线的上表面形状，旋紧各个弹簧螺钉组件的调节螺钉，通过向下压缩弹簧来压紧压板上的各个压紧点位，使压板压紧并贴合所述待钎焊平板天线的上表面，完成压紧操作。

综上所述，发明所提供的平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法，采用弹簧压紧式结构，能够针对平板天线的每个局部区域进行定量化的压紧控制，有效避免平板天线在高温钎焊下因膨胀产生的变形。其次，本发明在有效减轻操作者劳动强度的同时，也彻底解决了自重压紧式夹具笨重、影响热容量的缺点，大大提高生产效率。最后，本发明结构简单，装配方便，核心部件弹簧螺钉组件能够重复使用，只需定期更换失效的高温弹簧，制造和维护成本低，经济效益高。

附图说明

图1为现有技术中螺钉压紧式的强制变形夹具的结构示意图；

图2为现有技术中自重压紧式夹具的结构示意图；

图3为本发明中的弹簧压紧式平板天线钎焊防变形夹具的结构示意图；

图4为本发明中的弹簧螺钉组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图3～图4，详细说明本发明的一个优选实施例。

如图3所示，为本发明所提供的弹簧压紧式平板天线钎焊防变形夹具的结构示意图。该夹具包含：固定组件，用于放置装配好的待钎焊平板天线6；压板7，放置在所述待钎焊平板天线6的上表面上，该压板7的形状与所述待钎焊平板天线6的上表面形状相匹配；若干弹簧螺钉组件1，其设置在所述固定组件上，用于压紧压板7上的各个压紧点位，使压板7压紧并贴合所述待钎焊平板天线6的上表面。

其中，所述固定组件包含上固定板4和下固定板5；该上固定板4和下固定板5之间通过螺柱2和螺母3固定连接；所述待钎焊的平板天线6放置在下固定板5的顶面上以此作为基准面。

如图4所示，所述弹簧螺钉组件1包含：调节螺钉11；定位螺钉14；连接套筒12，其第一端与所述调节螺钉11连接，第二端与所述定位螺钉14连接；弹簧13，其套设在所述定位螺钉14和连接套筒12的外部，且该弹簧13一端固定在所述定位螺钉14的头部，在对平板天线6的焊前装配压紧过程中，定位螺钉14和连接套筒12对弹簧13的压缩起到导向作用。

所述上固定板4上设置若干螺纹孔，每个螺纹孔分别对准压板7上的各个压紧点位；所述若干调节螺钉11分别拧入并穿过上固定板4上的各个螺纹孔，即每个调节螺钉11的尾部端口对准压板7上的各个压紧点位。

所述调节螺钉11的尾部端口设置有第一连接孔，该第一连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述连接套筒12的第一端外壁上设置有外螺纹，所述连接套筒12的第一端插入第一连接孔并通过螺纹与所述调节螺钉11连接。

所述连接套筒12的第二端端口设置有第二连接孔，该第二连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述定位螺钉14的尾部端口外壁上设置有外螺纹，且该定位螺钉14靠近头部的外壁设置为光杆，所述定位螺钉14的尾部插入第二连接孔并通过螺纹与所述连接套筒12连接并限位，保证定位螺钉14不会从连接套筒12中滑出。又由于所述定位螺钉14靠近头部的外壁设置为光滑面，使得定位螺钉14的光杆在连接套筒12的第二连接孔内作为活塞装置，起到导向作用。

所述弹簧13采用高温弹簧。

如图3和图4所示，本发明所提供的弹簧压紧式平板天线钎焊防变形夹具，其具体装配过程如下。

步骤1、根据待钎焊的平板天线6的上表面形状以及压板7的形状，确定压板7上的各个压紧点位；具体包含以下步骤：

步骤1.1、根据待钎焊的平板天线6的上表面形状制造压板7，使压板7的形状与该待钎焊的平板天线6的上表面形状相匹配；

步骤1.2、根据压板7的形状，确定压板7上的各个压紧点位的位置；

步骤1.3、在上固定板4上对准各个压紧点位的位置处钻设螺纹孔。

步骤2、装配若干弹簧螺钉组件1，并分别将其设置在上固定板4上；具体包含以下步骤：

步骤2.1、将若干调节螺钉11分别拧入并穿过上固定板4上的各个螺纹孔；

步骤2.2、将若干连接套筒12的第一端分别插入各个调节螺钉11的第一连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.3、将若干定位螺钉14的尾部分别插入各个连接套筒12的第二连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.4、将若干弹簧13分别套设在各个定位螺钉14和连接套筒12的外部，且每个弹簧13的一端固定在各个定位螺钉14的头部。

所述步骤2.4中，弹簧13采用高温弹簧。

步骤3、连接安装上固定板4和下固定板5，根据待钎焊的平板天线6的上表面形状，通过调节各个弹簧螺钉组件1，在压板7上的各个压紧点位处，对待钎焊的平板天线6的上表面进行压紧操作；具体包含以下步骤：

步骤3.1、将螺柱2安装在下固定板5的两端，再将装配好的待钎焊的平板天线6放置在下固定板5的顶面上，最后通过螺母3固定连接上固定板4和下固定板5；

步骤3.2、根据待钎焊的平板天线6的上表面形状，旋紧各个弹簧螺钉组件1的调节螺钉11，通过向下压缩弹簧13来压紧压板7上的各个压紧点位，使压板7压紧并贴合所述待钎焊平板天线6的上表面，完成压紧操作。

步骤4、对待钎焊的平板天线6进行钎焊；在钎焊过程中，可根据夹具或平板天线6的变形情况，继续通过调整各个调节螺钉11来调整弹簧13的压缩量以保证钎焊质量；钎焊完成后，拆除螺母3取下上固定板4，即得到完成钎焊的平板天线。

当需要钎焊下一个上表面形状相同的平板天线时，仅需重复上述步骤3，即可完成钎焊前的压紧装配。

由此可见，采用本发明所提供的平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法，能够在高温下通过调节高温弹簧的压缩量来控制并消除夹具和平板天线之间的热膨胀差值，以减小钎焊后的变形量，有效达到平板天线钎焊防变形的目的，保证能够高效率、高精度、高质量的完成平板天线的一次焊接成型。其中，所述弹簧的压缩量可通过调节螺钉的旋转圈数计算。

综上所述，本发明所提供的平板天线钎焊防变形夹具及其装配方法，采用弹簧压紧式结构，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果。

1、从质量角度而言，本发明严格保证了平板天线的各个小平面的装配压紧，且可以针对每个局部区域进行定量化的压紧控制，有效避免了平板天线在高温钎焊下因膨胀产生的变形。

2、从工艺流程的角度而言，本发明实现了钎焊前装配过程的可控，简化了现有技术的装配过程中需反复旋压螺钉以确保每个螺钉不松动的繁杂任务，使得操作者的劳动强度得以有效减轻。

3、从效率角度而言，本发明所采用的弹簧压紧式夹具彻底解决了现有技术中自重压紧式夹具笨重、影响热容量的缺点，可以有效减少钎焊过程中对工艺参数的影响，并可加大装炉量，大大提高生产效率。

4、从成本角度而言，本发明结构简单，装配方便，作为核心部件的弹簧螺钉组件能够重复使用，只需定期更换失效的高温弹簧即可，制造和维护成本低，经济效益高。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，包含：

固定组件，用于放置装配好的待钎焊平板天线（6）；

压板（7），放置在所述待钎焊平板天线（6）的上表面上，该压板（7）的形状与所述待钎焊平板天线（6）的上表面形状相匹配；

若干弹簧螺钉组件（1），其设置在所述固定组件上，用于压紧压板（7）上的各个压紧点位，使压板（7）压紧并贴合所述待钎焊平板天线（6）的上表面；

其中，所述弹簧螺钉组件（1）包含：

调节螺钉（11）；

定位螺钉（14）；

连接套筒（12），其第一端与所述调节螺钉（11）连接，第二端与所述定位螺钉（14）连接；

弹簧（13），其套设在所述定位螺钉（14）和连接套筒（12）的外部，且该弹簧（13）一端固定在所述定位螺钉（14）的头部。

2. 如权利要求1所述的平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，所述固定组件包含上固定板（4）和下固定板（5）；所述上固定板（4）和下固定板（5）之间通过螺柱（2）和螺母（3）固定连接；所述待钎焊的平板天线（6）放置在下固定板（5）的顶面上。

3. 如权利要求2所述的平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，所述上固定板（4）上设置若干螺纹孔，每个螺纹孔分别对准压板（7）上的各个压紧点位；所述若干调节螺钉（11）分别拧入并穿过上固定板（4）上的各个螺纹孔，每个调节螺钉（11）的尾部端口对准压板（7）上的各个压紧点位。

4. 如权利要求3所述的平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，所述调节螺钉（11）的尾部端口设置有第一连接孔，该第一连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述连接套筒（12）的第一端外壁上设置有外螺纹，所述连接套筒（12）的第一端插入第一连接孔并通过螺纹与所述调节螺钉（11）连接。

5. 如权利要求3所述的平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，所述连接套筒（12）的第二端端口设置有第二连接孔，该第二连接孔的内壁上设置有内螺纹；所述定位螺钉（14）的尾部端口外壁上设置有外螺纹，且该定位螺钉（14）靠近头部的外壁设置为光杆，所述定位螺钉（14）的尾部插入第二连接孔并通过螺纹与所述连接套筒（12）连接限位。

6. 如权利要求3所述的平板天线钎焊防变形夹具，其特征在于，所述弹簧（13）采用高温弹簧。

7. 一种平板天线钎焊防变形夹具的装配方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、根据待钎焊的平板天线（6）的上表面形状以及压板（7）的形状，确定压板（7）上的各个压紧点位；

步骤2、装配若干弹簧螺钉组件（1），并分别将其设置在上固定板（4）上；

步骤3、连接安装上固定板（4）和下固定板（5），根据待钎焊的平板天线（6）的上表面形状，通过调节各个弹簧螺钉组件（1），在压板（7）上的各个压紧点位处，对待钎焊的平板天线（6）的上表面进行压紧操作；

步骤4、对待钎焊的平板天线（6）进行钎焊；在钎焊过程中，根据平板天线的变形情况，通过不断调整各个调节螺钉（11）来调整弹簧（13）的压缩量以保证钎焊质量；钎焊完成后，取下上固定板（4），即得到完成钎焊的平板天线。

8. 如权利要求7所述的平板天线钎焊防变形夹具的装配方法，其特征在于，所述的步骤1中，具体包含：

步骤1.1、根据待钎焊的平板天线（6）的上表面形状制造压板（7），使压板（7）的形状与该待钎焊的平板天线（6）的上表面形状相匹配；

步骤1.2、根据压板（7）的形状，确定压板（7）上的各个压紧点位的位置；

步骤1.3、在上固定板（4）上对准各个压紧点位的位置处钻设螺纹孔。

9. 如权利要求7所述的平板天线钎焊防变形夹具的装配方法，其特征在于，所述的步骤2中，具体包含：

步骤2.1、将若干调节螺钉（11）分别拧入并穿过上固定板（4）上的各个螺纹孔；

步骤2.2、将若干连接套筒（12）的第一端分别插入各个调节螺钉（11）的第一连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.3、将若干定位螺钉（14）的尾部分别插入各个连接套筒（12）的第二连接孔内，并通过螺纹连接；

步骤2.4、将若干弹簧（13）分别套设在各个定位螺钉（14）和连接套筒（12）的外部，且每个弹簧（13）的一端固定在各个定位螺钉（14）的头部；所述弹簧（13）采用高温弹簧。

10. 如权利要求7所述的平板天线钎焊防变形夹具的装配方法，其特征在于，所述的步骤3中，具体包含：

步骤3.1、将螺柱（2）安装在下固定板（5）的两端，再将装配好的待钎焊的平板天线（6）放置在下固定板（5）的顶面上，最后通过螺母（3）固定连接上固定板（4）和下固定板（5）；

步骤3.2、根据待钎焊的平板天线（6）的上表面形状，旋紧各个弹簧螺钉组件（1）的调节螺钉（11），通过向下压缩弹簧（13）来压紧压板（7）上的各个压紧点位，使压板（7）压紧并贴合所述待钎焊平板天线（6）的上表面，完成压紧操作。

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