CN102856140B - 一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其用于消除点火放电管的放电机构尺寸误差。该方法包括如下步骤：首先，在对电极毛坯进行机械加工时，将电极的直径和长度设计尺寸放大1mm~2mm，同时将钎焊工装的相关配合尺寸也相应的放大，并按照正常工艺钎焊成电极组件；第二步，对钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正，至设计要求尺寸；第三步，将管壳和一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管。本发明的优点在于：可以使大批量生产的点火放电管，实现尺寸一致且精确的放电机构（批量制造误差小于±0.02mm）。与传统工艺相比，不但大大提升了产品的生产合格率，而且对点火放电管的技术参数也有很大提高。

Description

一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法

技术领域

本发明涉及一种误差消除方法，尤其涉及一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法。

背景技术

点火放电管（以下简称放电管）广泛应用于航空发动机、锅炉、油田等大型装备的点火系统。点火放电管的结构主要由位于两端的正极电极组件、负极电极组件，以及位于中部的管壳组成。电极组件主要由端盖、电极，以及起连接作用的一些辅助零件钎焊而成。电极分别位于各自电极组件的前端，在电极组件与管壳封接后，两个电极处于整管的中心位置，并相距一定的距离，构成平行双平板的放电机构。

放电管放电机构的尺寸精度非常重要，包括两个电极之间外圆的同心度和端面的平行度等位置度精度，以及两个电极间距的一致性精度。首先，电极之间的位置度精度不好，会对点火放电管的放电电压稳定性及使用寿命造成很大影响；其次，电极间距的一致性精度不好，将给后续的排充气工序带来极大的麻烦，会造成同批排充气的放电管放电电压值的一致性不好，从而降低生产合格率。

放电管放电机构的尺寸误差是由正、负极电极组件本身的制造误差，以及后续的整管封接工艺产生的。其前者决定了放电机构的位置度精度，而后者则关系到放电机构电极间距的一致性，具体分析如下：

按照传统的工艺方案，正、负极电极组件在钎焊好之后即进行整管封接操作，电极组件端盖与电极的位置度完全由钎焊工装及零件本身的加工精度来保证，因此，传统工艺生产的正、负极电极组件肯定存在一定的尺寸及位置度误差（经过长期大批量的生产统计，电极组件的长度尺寸误差一般在0.1mm~0.2mm范围，端盖与电极的同心度误差一般为0.1mm~0.25mm，平行度误差一般为0.15mm~0.25mm）。由于在后续的整管封接工序中，必须夹持各自电极组件的端盖部分，与管壳进行封接，从而构成整管。所以在整管封接后，电极组件的制造误差被延续到了放电管的放电机构上。

基于上述传统工艺正、负极电极组件的制造误差原因，传统的整管封接工艺对放电机构的尺寸一致性保证也是很难实现的（完全靠操作人员的操作经验），从而造成在整管封接后，放电管放电机构的一致性和精确性都不好，生产合格率较低。

综上所述，传统工艺对保证点火放电管放电机构尺寸精度的效果不理想，不但影响放电管产品的性能指标，而且造成后续排充气工序的困难，生产合格率低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，旨在提高点火放电管放电机构的尺寸精度。

本发明是这样实现的，一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其包括如下步骤：

在对电极毛坯进行机械加工时，将该电极毛坯的直径和长度设计尺寸放大1mm~2mm，同时将钎焊工装的相关配合尺寸也相应的放大，并按照正常工艺钎焊成电极组件；

对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正，至设计要求尺寸，修正后的电极组件包括正、负极电极组件；

将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管。

进一步地，该高频封接台包括台板、导柱、固定限位块、导套、夹头固定架、上封接弹簧夹头、下封接弹簧夹头以及活动限位块，该导柱的一端垂直固定于该台板上，该导柱的另一端从下到上依次套设有该固定限位块、该导套、该夹头固定架，该导柱用于导引该导套沿该导柱移动，该夹头固定架分别与该导套、该上封接弹簧夹头固定，该下封接弹簧夹头固定在该台板上，且该上封接弹簧夹头、该下封接弹簧夹头相对设置，用于分别连接该两个电极组件，该活动限位块卡设在该下封接弹簧夹头上。

进一步地，将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管的步骤如下：

将该负极电极组件装入该上封接弹簧夹头；

将该活动限位块装入该下封接弹簧夹头；

将该管壳放入该活动限位块中；

待高频感应加热该电极组件使与其接触的管壳一端熔化后，将该负极电极组件压入该管壳，且该负极电极组件压入该管壳的深度被精确控制为一第一预定值；

取下该活动限位块；

将该正极电极组件装入该下封接弹簧夹头；

待高频感应加热该电极组件使与其接触的一端管壳熔化后，将该正极电极组件压入该管壳，且深度被精确控制为一第二预定值，完成该点火放电管的整管封接工序。

进一步地，该正、负极电极组件都包括端盖、支杆以及电极，该支杆的两端分别与该端盖以及该电极固定连接，该端盖开口面向该电极，该正极电极组件还设有一个用于接线的接线片，该负极电极组件还设有用于后续的排充气工序的排管，该排管的一端穿过该负极电极组件的端盖卡合固定在该支杆内，该排管的另一端延伸在该端盖外。

进一步地，对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正的步骤如下：

将修正弹簧夹头装夹在普通车床的三爪卡盘上，并车削该修正弹簧夹头的用于夹持部分的内圆和底面，以分别保证其与车床主轴的同心度和垂直度；

将电极组件上端盖的底面抵紧该修正弹簧夹头的底面，然后再旋紧该修正弹簧夹头，以此将该电极组件固定在该修正弹簧夹头上；

对该电极的外圆及端面进行车削修正，至需要的尺寸。

进一步地，该第一预定值由该相应电极组件的电极与该活动限位块之间的距离决定。

进一步地，该第二预定值由该固定限位块与该导套之间的距离决定。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：所述点火放电管的放电机构尺寸误差的消除方法，可以使大批量生产的点火放电管实现尺寸一致且精确的放电机构尺寸（批量制造误差小于±0.02mm），故与传统工艺相比，不但大大提升了产品的生产合格率，而且对点火放电管的技术参数也有很大提高。

附图说明

图1为采用本发明实施方式提供的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法之后的点火放电管的结构示意图。

图2为图1中点火放电管的负极电极组件在进行钎焊工艺过程中的结构示意图。

图3为图2中的负极电极组件刚完成钎焊的外形示意图。

图4为图3中的负极电极组件在进行二次加工修正时的结构示意图。

图5为图4中的负极电极组件在二次加工修正后的效果示意图。

图6、图7与图8为图1中点火放电管的整管封接工序制作流程示意图。

符号说明

点火放电管100

负极电极组件10

正极电极组件12

管壳14

放电机构尺寸16

排管101

接线片102

端盖103

支杆105

电极107

钎焊工装20

设计间隙108、109

修正弹簧夹头30

盖沿104

高频封接台40

台板41

导柱42

导套43

固定限位块44

夹头固定架45

上封接弹簧夹头46

上封接弹簧夹头47

活动限位块48

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，其为本发明实施方式提供的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法中的点火放电管100的结构示意图，点火放电管100包括负极电极组件10、正极电极组件12以及由玻璃材质制成的管壳14。负极电极组件10与正极电极组件12相对设置，管壳14的两端分别固定连接于负极电极组件10与正极电极组件12，且将该两个电极组件10、12相对设置的两端封装在管壳14内，该两个电极组件10、12相对设置的两个电极的间距为该点火放电管100的放电机构尺寸16。

放电机构尺寸16精度为判断点火放电管100优劣的重要判断指标之一，如果放电机构尺寸16精度效果不理想，不但影响点火放电管100的性能指标，而且造成后续排充气工序的困难，生产合格率低。

请结合图2和图3，其中图2为负极电极组件10在进行钎焊工艺过程中的剖视示意图，图3为点火放电管100的负极电极组件10刚完成钎焊的外形示意图。负极电极组件10在制作时，需要借助钎焊工装20。负极电极组件10包括排管101、端盖103、支杆105以及电极107。支杆105的两端分别与端盖103以及电极107固定连接；排管101的一端穿过端盖103卡合固定在支杆105内，排管101的另一端延伸在端盖103外，用于后续的排充气工序；端盖103包括盖沿104，用于后续的整管封接工序，且端盖103开口面向电极107。

负极电极组件10与正极电极组件12的组成机构原理相同，其区别在于，正极电极组件12包括用于接线的接线片102而取代负极电极组件10的排管101。

点火放电管100的放电机构尺寸误差的消除方法包括以下步骤：

首先，在对电极毛坯进行机械加工时，将该电极毛坯的直径和长度设计尺寸放大1mm~2mm，同时将钎焊工装20的相关配合尺寸也相应的放大，并按照正常工艺钎焊成电极组件（请参阅图3）；

接着，对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正，至设计要求尺寸，修正后的电极组件包括正、负极电极组件12、10（请参阅图4及图5）；

最后，将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管（请参阅图6、图7及图8）。

其中，由于在对电极107等零件及钎焊工装20的尺寸公差进行设计时，首先需要考虑钎焊焊料流淌时的毛细效应，排管101和端盖103的配合尺寸，排管101和支杆105的配合尺寸，支杆105和电极107的配合尺寸，一般都要留有（0.04~0.08）mm的焊料流淌设计间隙108（请参阅图2）；其次，从电极107等零件的装配，以及钎焊后组件从工装中的退出方面考虑，端盖103与钎焊工装20的配合尺寸、电极107与钎焊工装20的配合尺寸一般都要留有（0.05~0.1）mm的装配设计间隙109（请参阅图2）。由于存在以上必要的设计间隙108、109，导致刚完成钎焊的负极电极组件10存在尺寸误差是无法避免的（请参阅图3）。因此，需要对负极电极组件10的电极107进行二次加工修正至设计要求尺寸。

对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正的步骤如下：将修正弹簧夹头30装夹在普通车床的三爪卡盘（图未示）上，并车削修正弹簧夹头30的用于夹持部分的内圆和底面，以分别保证其与车床主轴的同心度和垂直度；将负极电极组件10上端盖103的底面抵紧修正弹簧夹头30的底面，然后再旋紧修正弹簧夹头30，以此将负极电极组件10固定在修正弹簧夹头30上，如图4所示；最后，对电极107的外圆及端面进行车削修正，至需要的尺寸。

经过上述二次加工修正，电极107的外圆和负极电极组件10的整体长度尺寸公差可以达到±0.01mm水平，电极107与端盖103的同心度和平行度也可达到优于0.005mm的水平（等同于车床的主轴跳动误差），如图5所示。至此，负极电极组件10的制造误差问题得以解决。

将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管的步骤如下。首先对高频封接台40进行介绍。

请结合图6，正、负极电极组件（即负极电极组件10、正极电极组件12）和管壳14在高频封接台40上进行整管封接，形成点火放电管100。高频封接台40为上下大致对称结构，其包括台板41、导柱42、导套43、固定限位块44、夹头固定架45、上封接弹簧夹头46、下封接弹簧夹头47以及活动限位块48。

台板41安装在最底层，为一板状物，导柱42、导套43、固定限位块44、夹头固定架45、上封接弹簧夹头46、下封接弹簧夹头47以及活动限位块48均设置在台板41上。

导柱42的一端垂直固定在台板41上，导柱42从下到上依次套设有固定限位块44、导套43、夹头固定架45。导柱42用于导引导套43沿导柱42移动；夹头固定架45分别与导套43、上封接弹簧夹头46固定；下封接弹簧夹头47固定在台板41上，且上封接弹簧夹头46、下封接弹簧夹头47相对设置。活动限位块48能卡设在下封接弹簧夹头47上并能随时自由卸下。

请一并参阅图6至图8，负极电极组件10、正极电极组件12和管壳14在高频封接台40上的整管封接过程如下：

先升起上封接弹簧夹头46，将负极电极组件10装入上封接弹簧夹头46中，将活动限位块48装入下封接弹簧夹头47，将管壳14放入活动限位块48中，然后降下上封接弹簧夹头46，使负极电极组件10上的盖沿104与管壳14接触，最后通过高频封接将负极电极组件10慢慢压入管壳14，且压入的深度被精确的控制为一第一预定值H1，如图7所示，该第一预定值H1由负极电极组件10上电极107与活动限位块48之间的距离决定，误差很容易达到±0.01mm的水平。进一步说明，高频封接本实施方式中是指：开启高频电源，通过高频感应加热端盖103，致使管壳14上与盖沿104相接触的部分熔化，此时将负极电极组件10慢慢压入管壳14，压入后需适当的调小高频电源功率，保温一段时间（10s~15s），然后关闭高频电源，从而使管壳14重新凝固，进而完成负极电极组件10与管壳14的整体封装。

取下活动限位块48，将正极电极组件12装入下封接弹簧夹头47，通过高频封接将正极电极组件12压入管壳14，压入的深度被精确的控制为一第二预定值H2，如图8所示，该第二预定值H2由固定限位块44与导套43之间的距离决定，误差也很容易达到±0.01mm的水平。

至此，负极电极组件10、正极电极组件12和管壳14在高频封接台40上的整管封接完成，形成点火放电管100，如图1所示，点火放电管100的放电机构尺寸16、位置度及一致性都非常理想。

综上所述，本发明提供的点火放电管100的放电机构尺寸16误差的消除方法，可以使大批量生产的点火放电管100实现尺寸一致且精确的放电机构尺寸16（批量制造误差小于±0.02mm）。与传统工艺相比，不但大大提升了产品的生产合格率，而且对点火放电管100的技术参数也有很大提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，其包括如下步骤：

在对电极毛坯进行机械加工时，将该电极毛坯的直径和长度设计尺寸放大1mm～2mm，同时将钎焊工装的相关配合尺寸也相应的放大，并按照正常工艺钎焊成电极组件；

对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正，至设计要求尺寸，修正后的电极组件包括正、负极电极组件；

将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管；

对该钎焊好的电极组件上的电极进行二次加工修正的步骤如下：

将修正弹簧夹头装夹在普通车床的三爪卡盘上，并车削该修正弹簧夹头的用于夹持部分的内圆和底面，以分别保证其与车床主轴的同心度和垂直度；

将电极组件上端盖的底面抵紧该修正弹簧夹头的底面，然后再旋紧该修正弹簧夹头，以此将该电极组件固定在该修正弹簧夹头上；

对该电极的外圆及端面进行车削修正，至需要的尺寸。

2.如权利要求1所述的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，该高频封接台包括台板、导柱、固定限位块、导套、夹头固定架、上封接弹簧夹头、下封接弹簧夹头以及活动限位块，该导柱的一端垂直固定于该台板上，该导柱的另一端从下到上依次套设有该固定限位块、该导套、该夹头固定架，该导柱用于导引该导套沿该导柱移动，该夹头固定架分别与该导套、该上封接弹簧夹头固定，该下封接弹簧夹头固定在该台板上，且该上封接弹簧夹头、该下封接弹簧夹头相对设置，用于分别连接该正、负电极组件，该活动限位块卡设在该下封接弹簧夹头上。

3.如权利要求2所述的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，将管壳和其中一对修正后的正、负极电极组件通过高频封接台封接成整管的步骤如下：

将该负极电极组件装入该上封接弹簧夹头；

将该活动限位块装入该下封接弹簧夹头；

将该管壳放入该活动限位块中；

待高频感应加热该电极组件使与其接触的管壳一端熔化后，将该负极电极组件压入该管壳，且该负极电极组件压入该管壳的深度被精确控制为一第一预定值；

取下该活动限位块；

将该正极电极组件装入该下封接弹簧夹头；

待高频感应加热该电极组件使与其接触的一端管壳熔化后，将该正极电极组件压入该管壳，且深度被精确控制为一第二预定值，完成该点火放电管的整管封接工序。

4.如权利要求1所述的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，该正、负极电极组件都包括端盖、支杆以及电极，该支杆的两端分别与该端盖以及该电极固定连接，该端盖开口面向该电极，该正极电极组件还设有一个用于接线的接线片，该负极电极组件还设有用于后续的排充气工序的排管，该排管的一端穿过该负极电极组件的端盖卡合固定在该支杆内，该排管的另一端延伸在该端盖外。

5.如权利要求3所述的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，该第一预定值由该相应电极组件的电极与该活动限位块之间的距离决定。

6.如权利要求3所述的点火放电管放电机构尺寸误差的消除方法，其特征在于，该第二预定值由该固定限位块与该导套之间的距离决定。