CN114700655A - 焊片加工装置及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊片加工装置及方法，涉及微波组件钎焊片加工领域，该装置包括数控机床和焊片装夹机构；所述焊片装夹机构包括底座、装夹工装；所述装夹工装上对应焊片的开孔位置处设有贯穿的加工孔，所述装夹工装的外轮廓形状和所述加工孔的形状均适应焊片的加工形状；所述底座与所述装夹工装之间能够装夹待切割的焊片，所述数控机床能够通过铣刀对焊片进行数控加工。本发明的优点在于：提高了焊片加工质量和生产效率。

Description

焊片加工装置及加工方法
技术领域
本发明涉及微波组件钎焊片加工技术领域，尤其涉及一种焊片加工装置及加工方法。
背景技术
平板类波导天线是广泛应用于现代雷达领域的一种微波组件，一般由多个形状复杂的高精度薄壁型腔类零件组成，结构复杂，通常存在数百个波导型腔及微型通槽，需要保证几百个尺寸精度；另一方面，天线的尺寸精度和形位精度也越来越趋向于微米级标准。因此作为微波组件钎焊过程的关键环节，如何加工出与微波组件焊接面形状一致、精度匹配的钎焊片已成为微波组件制造领域的一项难题。
目前微波组件钎焊片的加工手段主要有两种。一种是线切割，使用该方式切割后，堆叠起来的焊片不易分离，线切割过程中每个波导型腔均需进行打孔和穿丝，工序多且复杂，而且线切割后易在钎焊片上留下油污，需对钎焊片进行清洗、抛光，对于精密微波组件的焊接批量化生产，效率不高。另一种是紫外激光切割，如公告号为CN103372718B的专利文献公开了一种天线波导焊接焊片的制作方法，该方法将指定数量的焊片叠放整齐，用两块框架将焊片全部夹紧，四周用螺栓组件紧固，然后进行激光切割；使用该方法切割的焊片不平整，容易产生虚焦或无法割透，且激光头衰减快，功率下降后需增加道次，效率下降，合格率降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够提高焊片加工质量和生产效率的焊片加工装置及加工方法。
本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：焊片加工装置，包括数控机床和焊片装夹机构；所述焊片装夹机构包括底座、装夹工装；所述装夹工装上对应焊片的开孔位置处设有贯穿的加工孔，所述装夹工装的外轮廓形状和所述加工孔的形状均适应焊片的加工形状；所述底座与所述装夹工装之间能够装夹待切割的焊片，所述数控机床能够通过铣刀对焊片进行数控加工。采用数控机床铣刀加工方式来加工焊片，解决了线切割和紫外激光切割存在的问题，焊片装夹机构针对批量多、精度高的微波组件焊接面形状设计，提高了焊片加工质量和生产效率，精度匹配和可靠性高。
作为优化的技术方案，所述底座的内部装有磁铁块，所述底座和所述装夹工装均采用铁磁性材质。通过磁铁的吸力吸住装夹工装，可以施加均匀恒定的压力，保证每个特征的装夹稳定，并且不会干涉加工。
作为优化的技术方案，所述磁铁块设有多个，各磁铁块的磁极方向相同，排列成长方体。
作为优化的技术方案，所述底座包括上盖板、下盖板；所述上盖板的底部设有安装腔；所述磁铁块位于所述安装腔中，所述下盖板固定连接在所述上盖板的底部并封闭住所述安装腔。
作为优化的技术方案，所述焊片装夹机构还包括定位销，所述定位销穿过所述装夹工装并穿入所述底座中。
作为优化的技术方案，所述定位销设有多个，至少有两个定位销分别穿过所述装夹工装的两个斜对角。
焊片加工方法，采用所述焊片加工装置，包括以下步骤：
步骤一，对待切割的焊片进行热处理；
步骤二，对热处理后的焊片的表面进行砂光，去除焊片表面的氧化层；
步骤三，将多片砂光后的焊片叠加放置在底座上，用装夹工装压紧焊片；
步骤四，利用数控机床对焊片进行数控加工，数控加工顺序为先粗加工后精加工，粗加工将深度加工到位，精加工一次加工成型到位。
作为优化的技术方案，步骤一中，热处理的温度范围为300℃～450℃，保温时间为1～2小时。
作为优化的技术方案，步骤四中，数控加工的刀具采用合金立铣刀，数控加工的参数为转速40000～60000r/min，走刀速度100～150mm/min，走刀切深深度0.04～0.06mm。由于铝硅镁合金焊片材料硬度小、塑性较大，切削时工件变形大引起刀具前刀面接触面积增大、摩擦增大而产生大量热量无法散去，最终导致零件表面金属变软直至熔化产生粘刀现象，本发明通过大量的实验，摸索出加工规律，设计出焊片数控加工参数，通过优化数控加工的刀具和参数，可以避免粘刀问题。
作为优化的技术方案，所述装夹工装的尺寸比所述焊片加工形状的尺寸单边缩小0.05mm～0.1mm；步骤四中，数控加工后的焊片比所述装夹工装的尺寸单边大0.05mm～0.1mm。
本发明的优点在于：采用数控机床铣刀加工方式来加工焊片，解决了线切割和紫外激光切割存在的问题，焊片装夹机构针对批量多、精度高的微波组件焊接面形状设计，提高了焊片加工质量和生产效率，精度匹配和可靠性高。
附图说明
图1是本发明实施例焊片加工装置的爆炸图。
图2是本发明实施例焊片加工装置的剖面图。
图3是本发明实施例上盖板翻转状态的轴测示意图。
图4是本发明实施例装夹工装的轴测示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
如图1至图4所示，本发明公开一种焊片加工装置，包括数控机床(图未示)和焊片装夹机构。
如图1、图2所示，所述焊片装夹机构包括底座1、磁铁块2、装夹工装3、定位销4；底座1采用等铁磁性材质如铝合金或碳钢等，底座1的内部装有多个磁铁块2，各磁铁块2的磁极方向相同，排列成长方体；装夹工装3采用铁磁性材料如如铝合金或碳钢等，能够被磁铁块2吸在底座1的上方；定位销4设有两个或更多个，至少有两个定位销4分别穿过装夹工装3的两个斜对角并穿入底座1中，用于定位装夹工装3的位置；所述焊片装夹机构采用“分体制造和拼接成型”实现，分解成底座1和装夹工装3分别制造，再用定位销4拼接起来；底座1与装夹工装3之间能够装夹待切割的焊片5，所述数控机床能够通过铣刀对焊片5进行数控加工。
如图3所示，底座1包括上盖板11、下盖板12、螺钉13；上盖板11的底部设有铣出的安装腔111，安装腔111的尺寸大于切割前的整块焊片5的尺寸；磁铁块2位于安装腔111中，下盖板12通过螺钉13固定连接在上盖板11的底部并封闭住安装腔111；底座1的加工保证其上表面与下表面的平行度小于等于0.05mm。
如图4所示，装夹工装3通过切割制成，装夹工装3上对应焊片5的开孔位置处设有贯穿的加工孔31，装夹工装3的外轮廓形状和加工孔31的形状均适应焊片5的加工形状，且装夹工装3的尺寸比焊片5加工形状的尺寸单边缩小0.05mm～0.1mm。
焊片加工方法，采用所述焊片加工装置，包括以下步骤：
步骤一，对待切割的焊片5进行热处理，热处理的温度范围为300℃～450℃，保温时间为1～2小时；焊片5为铝硅镁合金焊片，包括中温和低温焊片，其化学成分为Al88.5Si11.7Mg1.5和Al86.8Si10.5Mg1.5。通过设计焊片前处理方式改变材料性能从而提高焊片的切削性能。
步骤二，对热处理后的焊片5的表面采用80目～150目砂纸进行砂光，去除焊片5表面的氧化层，直至焊片5表面光亮。
步骤三，将多片砂光后的焊片5叠加放置在底座1上，焊片5的厚度小于或等于1mm，叠加的片数小于或等于5片，用装夹工装3压紧焊片5，并用定位销4进行定位；
步骤四，利用数控机床对焊片5进行数控加工，数控加工的顺序为先粗加工后精加工，粗加工将深度加工到位，精加工一次加工成型到位，数控加工后的焊片5比装夹工装3的尺寸单边大0.05mm～0.1mm；数控加工的刀具采用合金立铣刀，数控加工的参数为转速40000～60000r/min，走刀速度100～150mm/min，走刀切深深度0.04～0.06mm。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种焊片加工装置，其特征在于：包括数控机床和焊片装夹机构；所述焊片装夹机构包括底座、装夹工装；所述装夹工装上对应焊片的开孔位置处设有贯穿的加工孔，所述装夹工装的外轮廓形状和所述加工孔的形状均适应焊片的加工形状；所述底座与所述装夹工装之间能够装夹待切割的焊片，所述数控机床能够通过铣刀对焊片进行数控加工。
2.如权利要求1所述的焊片加工装置，其特征在于：所述底座的内部装有磁铁块，所述底座和所述装夹工装均采用铁磁性材质。
3.如权利要求2所述的焊片加工装置，其特征在于：所述磁铁块设有多个，各磁铁块的磁极方向相同，排列成长方体。
4.如权利要求2所述的焊片加工装置，其特征在于：所述底座包括上盖板、下盖板；所述上盖板的底部设有安装腔；所述磁铁块位于所述安装腔中，所述下盖板固定连接在所述上盖板的底部并封闭住所述安装腔。
5.如权利要求1所述的焊片加工装置，其特征在于：所述焊片装夹机构还包括定位销，所述定位销穿过所述装夹工装并穿入所述底座中。
6.如权利要求5所述的焊片加工装置，其特征在于：所述定位销设有多个，至少有两个定位销分别穿过所述装夹工装的两个斜对角。
7.一种焊片加工方法，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述的焊片加工装置，包括以下步骤：
步骤一，对待切割的焊片进行热处理；
步骤二，对热处理后的焊片的表面进行砂光，去除焊片表面的氧化层；
步骤三，将多片砂光后的焊片叠加放置在底座上，用装夹工装压紧焊片；
步骤四，利用数控机床对焊片进行数控加工，数控加工顺序为先粗加工后精加工，粗加工将深度加工到位，精加工一次加工成型到位。
8.如权利要求7所述的焊片加工方法，其特征在于：步骤一中，热处理的温度范围为300℃～450℃，保温时间为1～2小时。
9.如权利要求7所述的焊片加工方法，其特征在于：步骤四中，数控加工的刀具采用合金立铣刀，数控加工的参数为转速40000～60000r/min，走刀速度100～150mm/min，走刀切深深度0.04～0.06mm。
10.如权利要求7所述的焊片加工方法，其特征在于：所述装夹工装的尺寸比所述焊片加工形状的尺寸单边缩小0.05mm～0.1mm；步骤四中，数控加工后的焊片比所述装夹工装的尺寸单边大0.05mm～0.1mm。
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