CN107813090B - 一种探针制备方法及制备该探针的焊接治具 - Google Patents

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Abstract

一种探针制备方法包括以下步骤：提供一金属探杆；加工该金属探杆端面成球形凹面；制作一金属探珠；提供一焊接治具，该焊接治具包括连通并同轴设置的上固定孔与下固定孔，将该金属探杆放入该下固定孔并使球形凹面一端向上；添加助焊剂至该球形凹面上；将该金属探珠放置于该上固定孔；及将带有该金属探杆及该金属探珠的该焊接治具进行热处理，直至该助焊剂融化将该金属探杆及该金属探珠焊接。另外，本发明还提供一种焊接治具。使用该焊接治具可以定位探杆、探珠保证同心度。

Description

一种探针制备方法及制备该探针的焊接治具
技术领域
本发明涉及一种探针制备方法及其焊接治具，尤其涉及一种用于数控加工的探针制备方法及其焊接治具。
背景技术
现有数控机床在加工工件时可直接使用探针对加工工件进行检测，从而避免了重新装夹的误差。整体钨钢的探针由于钨钢材料硬度高，探针直径小且是细长轴的圆柱接圆球结构，加工困难，精度难以保证。分别加工圆柱探杆与球状检测头时，检测头的安装位置直接影响测量的准确性，现有检测头通过直接焊接的方式安装很难达到对探针的精度要求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种高精度金属探针的制备方法及一种制备高精度金属探针的焊接治具。
一种探针制备方法包括以下步骤：提供一金属探杆；加工该金属探杆端面成球形凹面；制作一金属探珠；提供一焊接治具，该焊接治具包括连通并同轴设置的上固定孔与下固定孔，该上固定孔为圆柱孔，其直径与该金属探珠的直径相同，该下固定孔为圆柱孔，该下固定孔的直径与该金属探杆的直径相同，将该金属探杆放入该下固定孔并使球形凹面一端向上；添加助焊剂至该球形凹面上；将该金属探珠放置于该上固定孔；及将带有该金属探杆及该金属探珠的该焊接治具进行热处理，直至该助焊剂融化将该金属探杆及该金属探珠焊接。
一种所述探针制备方法中使用的焊接治具，包括治具本体。该治具本体设有上固定孔与下固定孔，该上固定孔开设于该治具本体表面，该下固定孔延伸至该治具本体内，该上固定孔与该下固定孔联通并同轴设置，该下固定孔用于固定该金属探杆，该上固定孔用于固持该金属探珠，该上固定孔为圆柱孔，其直径与该金属探珠的直径相同，该下固定孔为圆柱孔，该下固定孔的直径与该金属探杆的直径相同。
本发明提供的探针制备方法，制备方法简单，制备成本较低，制备得到的探针具备很高的精度，能够满足测量使用需要。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的焊接治具立体示意图。
图2是图1所示焊接治具的剖视图。
图3是本发明实施方式的探针制备方法的流程图。
图4是本发明实施方式制备的探针立体示意图。
主要元件符号说明
Figure GDA0002061093090000021
Figure GDA0002061093090000031
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参阅图1与图2，本发明实施方式的探针制备方法采用的焊接治具100用于将金属探杆200与金属探珠300钎焊焊接固定。
焊接治具100包括治具本体10与固定孔20。固定孔20开设在治具本体10内。每一固定孔20包括连通的上固定孔21和下固定孔22。
上固定孔21开设于治具本体10表面，上固定孔21为圆柱孔，其直径大小与所需焊接的金属探珠300的直径相同。下固定孔22开设于上固定孔21的底面，下固定孔22也为圆柱孔，其延伸至治具本体10内部。在本实施例中下固定孔22贯通至治具本体10的另一面。下固定孔22的直径大小与所需焊接的金属探杆200直径大小相同且小于上固定孔21的直径大小。上固定孔21与下固定孔22连通并同轴设置。
钎焊探针时，将金属探杆200放入下固定孔22并在其球形凹面放入助焊剂，将金属探珠300放入上固定孔21，金属探杆200直径大小与下固定孔22直径大小相同，金属探珠300直径大小与上固定孔21直径大小相同，使金属探杆200与金属探珠300的相对位置不会发生改变，上固定孔21与下固定孔22同轴设置保证了金属探杆200与金属探珠300的同心度。
可以理解，上固定孔21、下固定孔22除了可为圆柱孔，也可为三棱柱孔、长方体孔等，只要该固定孔能够固定金属探珠300与金属探杆200的位置。
请一并参照图3与图4，本发明一实施例提出一种探针制备方法，包括以下步骤：
S101：提供一金属探杆200。在本实施例中，该金属探杆200为长48毫米，直径2毫米的不锈钢圆柱，优选地，金属探杆200采用SKD11钢材料。可以理解，该金属探杆200也可为通过对金属坯杆进一步精磨加工获得，比如通过采用无心磨床精磨金属坯杆，使其成为尺寸符合设计要求的圆柱形。
S102：加工该金属探杆200端面成球形凹面。在本实施例中，采用电火花放电加工，加工出的球形凹面的直径为3±0.005毫米，最大深度为0.38毫米。
S103：镜面抛光该球形凹面。在本实施例中，分别使用800目、1000目、1200目、1500目砂纸进行抛光，之后采用高级抛光棉布进行精抛。可以理解，如S102步骤加工质量较好，也可省略S103步骤。
S104：制作金属探珠300。在本实施例中，该金属探珠300为采用数控车床对钨钢球形胚料精加工而成。该金属探珠300直径为3±0.005毫米。可以理解，该金属探珠300也可为其他耐磨钢材料制成。
S105：提供一焊接治具100，焊接治具100包括连通并同轴设置的上固定孔21与下固定孔22，将该金属探杆200放入下固定孔22中，球形凹面一端向上放置。
S106：在球形凹面处装入助焊剂。在本实施例中，助焊剂采用铜粉。可以理解，该助焊剂也可采用银粉等其他材料。
S107：将金属探珠300放入焊接治具100的上固定孔21使助焊剂分布均匀于该金属探珠300与球形凹面之间。在本实施例中，采用下压该金属探珠300的方法使该助焊剂均匀分布于该金属探珠300与球形凹面之间。
S108：将放置有该金属探杆200及该金属探珠300的焊接治具100放入真空热处理炉进行钎焊焊接。在本实施例中，将焊接治具100放入真空热处理炉内，加热到1000至1200摄氏度，加热时间2小时，使铜粉融化将该金属探杆200及该金属探珠300焊接，优选地，加热温度为1000摄氏度。
可以理解，钎焊焊接该金属探杆200及该金属探珠300也可以不在真空环境中进行。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种探针制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
提供一金属探杆；
加工该金属探杆端面成球形凹面；
制作一金属探珠；
提供一焊接治具，该焊接治具包括连通并同轴设置的上固定孔与下固定孔，该上固定孔为圆柱孔，其直径与该金属探珠的直径相同，该下固定孔为圆柱孔，该下固定孔的直径与该金属探杆的直径相同，将该金属探杆放入该下固定孔并使球形凹面一端向上；
添加助焊剂至该球形凹面上；
将该金属探珠放置于该焊接治具的该上固定孔；及
将带有该金属探杆及该金属探珠的该焊接治具进行热处理，直至该助焊剂融化将该金属探杆及该金属探珠焊接。
2.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：该金属探杆由耐磨钢材料制成。
3.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：该金属探珠由钨钢材料制成。
4.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：在将带有该金属探杆及该金属探珠的该焊接治具进行热处理的步骤中，将该焊接治具放入真空炉进行热处理。
5.如权利要求4所述的探针制备方法，其特征在于：真空热处理的温度为1000至1200摄氏度。
6.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：该球形凹面为镜面。
7.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：将该金属探珠放置于该上固定孔时同时下压该助焊剂，使该助焊剂均匀分散于该金属探珠与该球形凹面之间。
8.如权利要求1所述的探针制备方法，其特征在于：该助焊剂为铜粉。
9.一种在权利要求1所述的探针制备方法中使用的焊接治具，包括治具本体，其特征在于：该治具本体设有上固定孔与下固定孔，该上固定孔开设于该治具本体表面，该下固定孔延伸至该治具本体内，该上固定孔与该下固定孔连通并同轴设置，该下固定孔用于固定该金属探杆，该上固定孔用于固定该金属探珠，该上固定孔为圆柱孔，其直径与该金属探珠的直径相同，该下固定孔为圆柱孔，该下固定孔的直径与该金属探杆的直径相同。
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