CN108247167A - 快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装及其工装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装及其工装方法，通过敞开式的结构设计，方便工装的上下装夹，将高精度天线阵子的底座、外导体、阵子臂通过钎焊工装的支撑座、夹板、支板、卡箍的定位台阶、定位槽进行精确定位，并实现快速装配与拆卸。依靠线切割及数控加工的定位台阶、定位槽、夹板、卡箍，保证高精度天线阵子尺寸的装配精度。一次钎焊成形简化大量的生产工序，实现快速拆装，减少焊接作业时间，提高生产效率，减小焊接变形与腐蚀，提高尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及天线钎焊技术领域，具体涉及一种快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装及其工装方法。
背景技术
天线阵子是发射和接收高频振荡信号的一段金属导体，是天线上的元器件，具有导向和放大电磁波的作用，使天线接收到的电磁信号更强。天线阵子是用导电性较好的金属制造的，阵子有的是杆状，也有的结构复杂，一般是很多个阵子平行排列在天线上。由于数量较多，一部雷达需使用成百上千个天线阵子，而且天线阵子的尺寸精度要求较高，迫切需要一种实现快速拆装、高精度天线阵子焊接工装来保证雷达天线阵子生产的进度要求和高质量、高精度要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装及其工装方法，保证天线阵子在钎焊时阵子臂的平行度，底座与外导体的垂直度，实现钎焊过程的快速装配与拆卸，提高天线阵子的精度与加工效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，应用于天线阵子钎焊工装，该钎焊工装包括水平放置的支撑座一和支撑座二，支撑座一和支撑座二之间形成定位台阶用于放置天线阵子的底座并固定，所述底座装配天线阵子的外导体一和外导体二；该钎焊工装还包括竖立在支撑座一上的支板一、支板二，竖立在支撑座二上的支板三、支板四，所述支板二和支板三之间设置有上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板用于夹持外导体一和外导体二并用使用卡箍箍紧，上夹板和下夹板两端分别固定在支板二和支板三上，所述支板一、支板二、支板三、支板四保持水平高度一致并在各自的顶部开设缺口，天线阵子的左阵子臂和右阵子臂分别架设在支板一、支板二上和支板三、支板四上的缺口内，左阵子臂和右阵子臂的相向端分别与外导体一和外导体二水平对接。
所述天线阵子的底座与支撑座一和支撑座二之间形成定位台阶之间通过螺栓固定。
所述支板二和支板三的内侧与上夹板和下夹板的两端通过榫卯结构固定。
所述支板二和支板三的内侧一上一下对称设置有定位槽，对应的上夹板和下夹板两端分别设置有与定位槽匹配的缺口，通过缺口和定位槽形成榫卯结构。
所述支板一、支板二、支板三、支板四的顶端缺口为圆形缺口。
快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，包括以下步骤：
S01：部件加工，支撑座、支板加工，水切割备料→钳→数控粗铣六面及型腔、台阶，预留加工余量2～5mm→消除应力退火→数控精铣六面及凹槽、空腔、定位台阶→钳，去毛刺；夹板加工，水切割备料→钳→线切割→钳，去毛刺；卡箍加工，水切割备料→钳→数控铣六面→钳，去毛刺；
S02：焊前表面处理，将天线阵子各零部件在温度为60℃～80℃、浓度为8%～10%的NaOH水溶液浸蚀1～2分钟→热水中反复冲洗→10%HNO3溶液+0.25%HF混合液浸蚀3～5分钟→冷水中反复冲洗→烘干；
S03：焊前装配，在焊接平台上放置支撑座，天线阵子的底座放置在支撑座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形缺口对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好；
S04：钎焊，对天线阵子的底座与外导体、外导体与阵子臂的连接处均匀刷涂钎剂，均匀加热，达到钎焊温度进行火焰钎焊→清洗→钳→导电氧化处理。
所述步骤S01中消除应力退火的温度为250～280℃。
本发明的有益效果是：通过敞开式的结构设计，方便工装的上下装夹，将高精度天线阵子的底座、外导体、阵子臂通过钎焊工装的支撑座、夹板、支板、卡箍的定位台阶、定位槽进行精确定位，并实现快速装配与拆卸。依靠线切割及数控加工的定位台阶、定位槽、夹板、卡箍，保证高精度天线阵子尺寸的装配精度。一次钎焊成形简化大量的生产工序，实现快速拆装，减少焊接作业时间，提高生产效率，减小焊接变形与腐蚀，提高尺寸精度；为了保证高精度天线阵子组合装配精度及焊接要求，在钎焊工装工艺设计上采用了精度较高的数控加工与线切割加工定位台阶、定位槽、夹板、卡箍，可保证钎焊工装的精度控制在0.02mm以内，一次钎焊成形，简化了生产工序，避免了多次火焰钎焊带来的变形和焊前酸洗、焊后清洗带来的腐蚀。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图1的俯视图；
图4是图1的左视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-4所示：
本实施例以最为常见的天线阵子为例进行说明，该天线阵子包括底座300、两外导体（外导体一400和外导体二401）、左右阵子臂（左阵子臂100和右阵子臂200），其结构为外导体一400和外导体二401固定插在底座300上，其上端保持水平，外导体一400和外导体二401的两侧各自水平焊接左阵子臂100和右阵子臂200，为了钎焊过程的快速装配与拆卸，提高天线阵子的精度与加工效率，设计一种快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，结构如下：
快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，包括水平放置的支撑座一301、支撑座二302、竖立在支撑座一301上的支板一101、支板二102，竖立在支撑座二302上的支板三202、支板四201，其中板一101、支板二102、支板三202、支板四201保持绝对垂直。支撑座一301和支撑座二302之间形成定位台阶用于放置天线阵子的底座300并使用螺栓固定完成底座300的水平安装，然后在底座300上装配天线阵子的外导体一400和外导体二401，为保证外导体一400和外导体二401与底座300之间的垂直精度，在支板二102和支板三202之间水平设置有上夹板501和下夹板502，上夹板501和下夹板502用于夹持外导体一400和外导体二401并用使用卡箍600箍紧，上夹板501和下夹板502两端分别固定在支板二102和支板三202上，从而保证外导体一400和外导体二401与底座300保持高度垂直状态，接下来装配阵子臂，上述支板一101、支板二102、支板三202、支板四201保持水平高度一致并在各自的顶部开设圆形缺口，圆形缺口的大小恰好吻合天线阵子臂，使得阵子臂可以嵌在该圆形缺口内并保持高度水平状态，即天线阵子的左阵子臂100和右阵子臂200分别架设在支板一101、支板二102上和支板三202、支板四201上的圆形缺口内，左阵子臂100和右阵子臂200的相向端分别与外导体一400和外导体二401水平对接，装配完成后在各先接触涂抹钎料然后一次性钎焊焊接成功。
作为本实施例的进一步优化，支板二102和支板三202的内侧与上夹板501和下夹板502的两端通过榫卯结构固定，具体的支板二102和支板三202的内侧一上一下对称设置有定位槽，对应的上夹板501和下夹板502两端分别设置有与定位槽匹配的缺口，通过缺口和定位槽形成榫卯结构。
工作原理：
天线阵子钎焊时首先在专用焊接平台上放置支承座，天线阵子的底座放置在支承座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形台阶对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好，从而实现天线阵子的快速拆装，保证天线阵子的高精度要求。
快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，包括以下步骤：
部件加工
支撑座、支板加工，水切割备料→钳→数控粗铣六面及型腔、台阶，预留加工余量2mm→消除应力退火至250℃→数控精铣六面及凹槽、空腔、定位台阶→钳，去毛刺；夹板加工，水切割备料→钳→线切割→钳，去毛刺；卡箍加工，水切割备料→钳→数控铣六面→钳，去毛刺；
焊前表面处理
将天线阵子各零部件在温度为60℃、浓度为8%的NaOH水溶液浸蚀1分钟→热水中反复冲洗→10%HNO3溶液+0.25%HF混合液浸蚀3分钟→冷水中反复冲洗→烘干；
焊前装配
在焊接平台上放置支撑座，天线阵子的底座放置在支撑座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形缺口对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好；
钎焊
对天线阵子的底座与外导体、外导体与阵子臂的连接处均匀刷涂钎剂，均匀加热，达到钎焊温度进行火焰钎焊→清洗→钳→导电氧化处理。
优选的，快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，包括以下步骤：
部件加工
支撑座、支板加工，水切割备料→钳→数控粗铣六面及型腔、台阶，预留加工余量3.5mm→消除应力退火至270℃→数控精铣六面及凹槽、空腔、定位台阶→钳，去毛刺；夹板加工，水切割备料→钳→线切割→钳，去毛刺；卡箍加工，水切割备料→钳→数控铣六面→钳，去毛刺；
焊前表面处理
将天线阵子各零部件在温度为70℃、浓度为9%的NaOH水溶液浸蚀1.5分钟→热水中反复冲洗→10%HNO3溶液+0.25%HF混合液浸蚀4分钟→冷水中反复冲洗→烘干；
焊前装配
在焊接平台上放置支撑座，天线阵子的底座放置在支撑座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形缺口对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好；
钎焊
对天线阵子的底座与外导体、外导体与阵子臂的连接处均匀刷涂钎剂，均匀加热，达到钎焊温度进行火焰钎焊→清洗→钳→导电氧化处理。
作为本实施例的优选实施例方式，快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，包括以下步骤：
部件加工
支撑座、支板加工，水切割备料→钳→数控粗铣六面及型腔、台阶，预留加工余量5mm→消除应力退火至280℃→数控精铣六面及凹槽、空腔、定位台阶→钳，去毛刺；夹板加工，水切割备料→钳→线切割→钳，去毛刺；卡箍加工，水切割备料→钳→数控铣六面→钳，去毛刺；
焊前表面处理
将天线阵子各零部件在温度为80℃、浓度为10%的NaOH水溶液浸蚀2分钟→热水中反复冲洗→10%HNO3溶液+0.25%HF混合液浸蚀5分钟→冷水中反复冲洗→烘干；
焊前装配
在焊接平台上放置支撑座，天线阵子的底座放置在支撑座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形缺口对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好；
钎焊
对天线阵子的底座与外导体、外导体与阵子臂的连接处均匀刷涂钎剂，均匀加热，达到钎焊温度进行火焰钎焊→清洗→钳→导电氧化处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，应用于天线阵子钎焊工装，其特征在于，该钎焊工装包括水平放置的支撑座一（301）和支撑座二（302），支撑座一（301）和支撑座二（302）之间形成定位台阶用于放置天线阵子的底座（300）并固定，所述底座（300）装配天线阵子的外导体一（400）和外导体二（401）；该钎焊工装还包括竖立在支撑座一（301）上的支板一（101）、支板二（102），竖立在支撑座二（302）上的支板三（202）、支板四（201），所述支板二（102）和支板三（202）之间设置有上夹板（501）和下夹板（502），所述上夹板（501）和下夹板（502）用于夹持外导体一（400）和外导体二（401）并用使用卡箍（600）箍紧，上夹板（501）和下夹板（502）两端分别固定在支板二（102）和支板三（202）上，所述支板一（101）、支板二（102）、支板三（202）、支板四（201）保持水平高度一致并在各自的顶部开设缺口，天线阵子的左阵子臂（100）和右阵子臂（200）分别架设在支板一（101）、支板二（102）上和支板三（202）、支板四（201）上的缺口内，左阵子臂（100）和右阵子臂（200）的相向端分别与外导体一（400）和外导体二（401）水平对接。
2.根据权利要求1所述的快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，其特征在于，所述天线阵子的底座（300）与支撑座一（301）和支撑座二（302）之间形成定位台阶之间通过螺栓固定。
3.根据权利要求2所述的快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，其特征在于，所述支板二（102）和支板三（202）的内侧与上夹板（501）和下夹板（502）的两端通过榫卯结构固定。
4.根据权利要求3所述的快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，其特征在于，所述支板二（102）和支板三（202）的内侧一上一下对称设置有定位槽，对应的上夹板（501）和下夹板（502）两端分别设置有与定位槽匹配的缺口，通过缺口和定位槽形成榫卯结构。
5.根据权利要求1所述的快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装，其特征在于，所述支板一（101）、支板二（102）、支板三（202）、支板四（201）的顶端缺口为圆形缺口。
6.根据权利要求1-5所述的任一项快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，其特征在于包括以下步骤：
S01：部件加工，支撑座、支板加工，水切割备料→钳→数控粗铣六面及型腔、台阶，预留加工余量2～5mm→消除应力退火→数控精铣六面及凹槽、空腔、定位台阶→钳，去毛刺；夹板加工，水切割备料→钳→线切割→钳，去毛刺；卡箍加工，水切割备料→钳→数控铣六面→钳，去毛刺；
S02：焊前表面处理，将天线阵子各零部件在温度为60℃～80℃、浓度为8%～10%的NaOH水溶液浸蚀1～2分钟→热水中反复冲洗→10%HNO3溶液+0.25%HF混合液浸蚀3～5分钟→冷水中反复冲洗→烘干；
S03：焊前装配，在焊接平台上放置支撑座，天线阵子的底座放置在支撑座的定位台阶上，再装配外导体，保证外导体与底座接触良好，通过支板上的定位槽与上下夹板、卡箍对外导体进行精确定位，再通过支板的圆形缺口对天线阵子的阵子臂定位，保证阵子臂与支板、外导体接触良好；
S04：钎焊，对天线阵子的底座与外导体、外导体与阵子臂的连接处均匀刷涂钎剂，均匀加热，达到钎焊温度进行火焰钎焊→清洗→钳→导电氧化处理。
7.根据权利要求6所述的快速拆装、高精度天线阵子钎焊工装方法，其特征在于，所述步骤S01中消除应力退火的温度为250～280℃。
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