微波波導負載定位連接孔加工夾具的設(shè)計

□ 唐瓊英 □ 施江鋒

1.四川信息職業(yè)技術(shù)學院 四川 廣元 628040

2.零八一電子集團 四川華昌電子有限公司 四川廣元 628017

1 設(shè)計背景

微波波導負載是微波信號傳輸系統(tǒng)中吸收來自傳輸線的微波能量、改善系統(tǒng)匹配性能的重要部件，被廣泛應(yīng)用于各頻段及各類型微波系統(tǒng)中。波導負載的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示，比較復雜，法蘭端面連接孔與波導口的位置度要求高，多數(shù)均≤0.05 mm，法蘭端面的連接孔也是定位孔，需滿足定位孔的加工精度要求，為此需設(shè)計專門用于加工負載外殼的法蘭盤端面定位連接孔的鉆床專用夾具。

2 夾具設(shè)計

夾具在設(shè)計過程中，除了要考慮能滿足所加工零件的精度要求外，還要考慮夾具本身的結(jié)構(gòu)及加工的工藝性能。夾具設(shè)計的思路首先是確定夾具的總體結(jié)構(gòu)方案，再設(shè)計夾具中各零件的結(jié)構(gòu)。

由于零件的孔既是連接孔又是定位孔，所以選擇用鉆模板引鉆來保證位置精度。夾具的總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，除了能保證零件的加工要求外，其本身由于結(jié)構(gòu)簡單，也便于加工，使用也很方便。

在各零件的設(shè)計中，不僅需要考慮零件結(jié)構(gòu)精度和加工工藝性，還要考慮夾具的使用壽命和制造成本，具體各零件的設(shè)計如下。

2.1 定位裝置設(shè)計

鉆夾具的定位裝置用于確定夾具的鉆模板與加工零件的相對位置關(guān)系，定位的準確性是保證零件加工位置精度的前提。此夾具所要解決的是各孔與零件中心型腔間的相對位置關(guān)系，所以將零件中心已有的方孔作為定位基準，選擇相配合的型芯來定位，確保零件與鉆模板間相對位置的準確性。定位型芯與型腔之間必須保證一定的配合精度，這樣才能保證零件加工后各孔與中心型腔的位置精度。另外，定位型芯與零件型腔還要便于安裝和拆卸，所以，選擇夾具型芯與零件型腔的配合為間隙配合。依據(jù)零件型腔尺寸和形位精度要求，再依據(jù)型芯的加工成本和加工工藝性的要求，選擇型腔與定位型芯間的配合間隙≤0.03 mm，可保證鉆模板與零件間的位置度要求，從而保證最后加工孔的位置度精度。

▲圖1 波導負載零件圖

▲圖2 夾具總體結(jié)構(gòu)

鉆夾具設(shè)計中，鉆模板是保證零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵零件。鉆模板各孔的位置精度必須高于被加工零件各孔的位置精度，才能保證零件在加工時的精度要求，鉆模板如圖3所示。

鉆模板與定位型芯間的位置必須準確，通過固定在鉆模板上的定位型芯，確定鉆模板與零件間的正確位置關(guān)系。選擇過盈配合方式將定位型芯固定在鉆模板上，過盈量為0.01～0.05 mm，定位型芯與外殼型腔之間則是間隙配合，兩者間的拆卸沒有相互作用力。鉆模板上固定定位型芯的型腔尺寸如圖3所示。鉆模板上的4-φ8H7的孔即為被加工零件上的孔，其間裝入不同尺寸的鉆套可以加工出不同尺寸的孔。

生產(chǎn)中利用夾具是為了提高大批量生產(chǎn)的效率和高精度難加工零件的精度問題，由于鉆夾具的使用頻率較高，定位型芯與外殼型腔的配合表面必須具有一定耐磨性。零件的型腔已加工好，且其內(nèi)壁的表面粗糙度值較小，所以定位型芯各配合表面必須進行拋光處理，表面粗糙度值為Ra0.8以下，硬度為28HRC左右。

2.2 夾緊裝置的設(shè)計

因為負載外殼尺寸大，結(jié)構(gòu)異形，材料一般為銅或鋁，且鉆孔直徑較小，所以切削力較小，為減小夾具結(jié)構(gòu)，選擇了兩個鉤形螺栓與滾花螺母配合，將負載外殼和鉆模板進行夾緊。這樣既能滿足夾緊要求，又便于操作。夾緊裝置如圖4所示。

▲圖3 鉆模板

▲圖4 夾緊裝置

▲圖5 支撐裝置

2.3 支撐裝置的設(shè)計

因為零件高度方向尺寸大 ，如果要將零件完全置于夾具中，則浪費夾具材料，增大加工難度和制造成本，所以設(shè)計了柱形支腳，如圖5所示，用柱形支腳平穩(wěn)支撐整個夾具，再置于鉆床上。柱形支腳的高度要一致，螺紋平行度、下端面與軸線的垂直度及自身的平面度均要好，這樣才能保證零件裝入夾具進行鉆孔時的水平要求。

2.4 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計

此夾具的其它輔助結(jié)構(gòu)較少，整套夾具的設(shè)計思路可以用于不同頻段微波波導負載的外殼零件加工，因為只有孔及型腔的尺寸和位置不同，故只需要設(shè)計制造出不同的鉆模板、鉆套和型芯就可用于不同頻段的波導負載的加工，其它一些可拆卸零件可以反復使用。

3 使用效果

利用此夾具加工上述零件，不僅保證了定位連接孔的尺寸和位置精度，還滿足批量生產(chǎn)的要求，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期。并且，此夾具對于此類零件的通用性和互換性較強，大大節(jié)約了人力和財力，有很好的經(jīng)濟效益。

［1］ 吳拓.機床夾具設(shè)計［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2009.

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