一种ic装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具的制作方法
【专利摘要】本发明属于IC装备铝合金结构件焊接领域，具体地说是一种IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，包括二维数控平台、横梁架、夹紧滑块、垫板及横板，横板通过立柱安装在二维数控平台上，在横板上设有调整工作距离的调整螺杆；横梁架套在立柱上、并与调整螺杆螺纹连接，通过旋转调整螺杆沿立柱的轴向往复移动；横梁架上套设有将被焊接的工件夹紧在中间的夹紧滑块，工件的一侧由夹紧滑块支撑，另一侧通过放在横梁架上的垫板支撑，夹紧滑块上设有调整夹紧距离的夹紧螺杆。本发明具有结构简单、质量轻、使用方便、成本低等优点，在提高生产效率的同时，保证了焊接质量的均匀性和稳定性。
【专利说明】一种IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具
【技术领域】
[0001]本发明属于IC装备铝合金结构件焊接领域，具体地说是一种IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具。
【背景技术】
[0002]不同于其他行业零部件的单一功能要求，IC(integrate circuit，集成电路)装备的零部件经常要兼顾强度、应变、抗腐蚀、电子特性、电磁特性、材料纯度等复合功能要求，是各种复杂技术的复杂集成，常采用铝合金材料。IC装备的结构件普遍加工精度要求极高，为了满足IC装备高精度焊接的要求，解决铝合金难焊接的难题，采用具有不用焊条、不易氧化、工艺重复性好及热变形量小等优点的真空电子束焊接工艺方法。铝合金真空电子束焊接时对束流和磁场十分敏感，尤其是对于厚度大于3mm的铝合金结构，束流偏小易产生未焊透，束流偏大焊缝金属则易塌陷，磁场存在将会引起电子束偏转，不能实现沿预定轨迹焊接；另外，铝合金强度系数低、热导率大(约为钢的4倍)，线膨胀系数大，易产生焊接变形和焊接接头软化，所以设计专用的无磁性的、导电良好的、定位夹紧可靠的专用夹具，将极大地提高IC装备铝合金结构件的焊接质量和生产效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具。该焊接夹具能够有效夹持IC装备铝合金结构件在现有的真空电子束焊机上进行焊接。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本发明包括二维数控平台、横梁架、夹紧滑块、垫板及横板，其中横板通过立柱安装在二维数控平台上，在横板上设有调整工作距离的调整螺杆；所述横梁架套在立柱上、并与所述调整螺杆螺纹连接，通过旋转调整螺杆沿立柱的轴向往复移动；所述横梁架上套设有将被焊接的工件夹紧在中间的夹紧滑块，所述工件的一侧由夹紧滑块支撑，另一侧通过放在横梁架上的垫板支撑，所述夹紧滑块上设有调整夹紧距离的夹紧螺杆。
[0006]其中:在夹紧工件的夹紧滑块的两侧分别设有横板，每个横板上均设有调整螺杆，所述调整螺杆的一端转动安装在横板上，另一端为自由端；所述横梁架的两侧分别由两个调整螺杆的自由端套入，并与调整螺杆螺纹连接；位于夹紧滑块的两侧的其中一个横板上的调整螺杆安装在该侧横板的一端，另一个横板上的调整螺杆安装在该侧横板的另一端；所述调整螺杆与立柱相平行；所述夹紧螺杆的一端转动安装在所述工件任一侧的夹紧滑块上，夹紧螺杆的另一端与所述工件另一侧的夹紧滑块螺纹连接；所述与夹紧螺杆螺纹连接的夹紧滑块沿横梁架往复移动，并通过定位锁紧螺钉与横梁架抵接定位；所述夹紧滑块的内侧沿夹紧滑块的长度方向设有第二定位槽，被焊接的两个工件的一侧搭在该第二定位槽上，另一侧搭在所述垫板上；所述被焊接的两个工件另一侧下方的两个垫板之间设有安装在横梁架上的熔渣防护板，被焊接的两个工件之间的焊缝位于该熔渣防护板的正上方；
[0007]所述二维数控平台包括X轴滑台、Y轴滑台及工作台，其中X轴滑台安装在Y轴滑台的丝母上，通过丝母与Y轴滑台的丝杠螺纹连接，沿Y轴滑台的丝杠往复移动；所述工作台安装在X轴滑台的丝母上，通过丝母与X轴滑台的丝杠螺纹连接，沿X轴滑台的丝杠往复移动，并且随X轴滑台沿Y轴滑台的丝杠往复移动；所述立柱的一端与横板相连，另一端通过连接板与所述工作台连接；所述连接板与工作台之间通过定位槽与定位块定位，并通过T型槽与T型螺钉夹紧固定。
[0008]本发明的优点与积极效果为:
[0009]1.本发明通过夹紧螺杆可以调节夹紧距离，通过调整螺杆可以调整工作距离，实现了 IC装备结构件的自动焊接，可以提高IC装备结构件的生产效率，确保焊接质量的一致性。
[0010]2.本发明能够实现缝隙O?0.15mm、工件大小约230X230X200mm、最大重量约30kg的IC装备结构件焊接。
[0011]3.本发明在焊缝下方设置了熔渣防护板，既可防止熔渣掉到夹紧螺杆8等夹具体上损伤夹具，又使得电子束流完全稳定后再进行焊接。
[0012]4.本发明夹紧定位可靠，极大地提高了 IC装备铝合金结构件的焊接质量和生产效率。
[0013]5.本发明具有结构简单、质量轻、使用方便、成本低等优点，在提高生产效率的同时，保证了焊接质量的均匀性和稳定性。
[0014]6.本发明采用铝合金和304不锈钢材料，既保证了夹具的导电性能(保证电子束的电子能够流回大地)，又保证了不带磁性(保证电子束不发生偏转)，实现电子束流方向稳
定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的立体结构示意图；
[0016]其中:1为X轴滑台，2为Y轴滑台，3为工作台，4为连接板，5为立柱，6为调整螺杆，7为横梁架，8为夹紧螺杆，9为夹紧滑块，10为工件，11为焊缝，12为垫板，13为熔渣防护板，14为定位锁紧螺钉，15为定位块，16为T型槽，17为第一定位槽，18为第二定位槽，19为横板。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0018]如图1所示，本发明包括二维数控平台、横梁架7、夹紧滑块9、垫板12及横板19，其中二维数控平台安装在真空电子束焊机上，包括X轴滑台1、Y轴滑台2及工作台3，X轴滑台I安装在Y轴滑台2的丝母上，通过丝母与Y轴滑台2的丝杠螺纹连接，沿Y轴滑台2的丝杠往复移动；工作台3安装在X轴滑台I的丝母上，通过丝母与X轴滑台I的丝杠螺纹连接，沿X轴滑台I的丝杠往复移动，并且随X轴滑台I沿Y轴滑台2的丝杠往复移动。连接板4与工作台3之间通过定位槽与定位块定位，并通过T型槽与T型螺钉夹紧固定；即连接板4的底面边缘设有多个定位块15，工作台3的上表面边缘相应位置开有数量相同的第一定位槽17，连接板4上的定位块15插入工作台3的第一定位槽17中进行定位；工作台3及连接板4上开有T型槽16，通过T型螺钉将工作台3及连接板4夹紧固定。[0019]横板19通过多根立柱5安装在连接板4上，横板19为两个，分别位于被焊接的两个工件10的两侧；本实施例的立柱5为四根，四根立柱5的一端(上端)分别与两个横板19的四端固接，四根立柱5的另一端(下端)则固定在连接板4上。在每个横板19上均安装有调整工作距离的调整螺杆6，每个调整螺杆6的一端(上端)转动安装在横板19上，另一端(下端)为自由端。其中一侧横板19上的调整螺杆6安装在该侧横板19的一端,另一侧横板19上的调整螺杆6安装在该侧横板19的另一端。
[0020]横梁架7为由两个横梁及两个竖梁组成的方形框架结构，两个竖梁的四端分别由四根立柱5穿过，两个横梁则分别由两个调整螺杆6的自由端套入，并与调整螺杆6螺纹连接，通过旋转调整螺杆6使横梁架7整体沿立柱5的轴向往复移动；两个调整螺杆6与四根立柱5相互平行。
[0021]在横梁架7上套设有将被焊接的工件10夹紧在中间的夹紧滑块9，夹紧滑块9为两个，位于两个横板19之间；每个夹紧滑块9的两端分别套在横梁架7的竖梁上，在夹紧滑块9上设有调整夹紧距离的夹紧螺杆8。夹紧螺杆8的一端转动安装在任一个夹紧滑块9上，夹紧螺杆8的另一端则与另个夹紧滑块9螺纹连接，通过旋转夹紧螺杆8，使得与夹紧螺杆8螺纹连接的夹紧滑块9沿横梁架7的竖梁往复移动，进而调节夹紧距离。待夹紧距离调整好后，与夹紧螺杆8螺纹连接的夹紧滑块9通过定位锁紧螺钉14与横梁架7的竖梁抵接定位。
[0022]每个夹紧滑块9的内侧沿夹紧滑块的长度方向设有第二定位槽18，被焊接的两个工件10的一侧搭在该第二定位槽18上，另一侧搭在放在横梁架7两竖梁之间的垫板12上。被焊接的两个工件10另一侧下方的两个垫板12之间设有安装在横梁架7两竖梁之间的熔渣防护板13，被焊接的两个工件10之间的焊缝11位于该熔渣防护板13的正上方。
[0023]横梁架7、夹紧滑块9及横板19通过X轴滑台I和Y轴滑台2的运动实现焊枪沿指定路径进行焊接。
[0024]本发明的调整螺杆6、横梁架7、夹紧螺杆8、夹紧滑块9、垫板12及熔渣防护板采用导电且不带磁性的铝合金和不锈钢材料。
[0025]本发明的工件原理为:
[0026]使用时，首先将工作台3安装到X轴滑台I上，连接板4上的定位块15与工作台3上的第一定位槽17配合定位后，将T型螺钉放入工作台3及连接板4的T型槽16中，将工作台3与连接板4固定。然后，将垫板12放在横梁架7上，将两个被焊接的工件10放入夹紧滑块9的第二定位槽18中，根据工件10的大小，通过旋转夹紧螺杆8调整其中一个夹紧滑块9的位置，并用定位锁紧螺钉14将其锁定。将熔渣防护板13放在焊缝的下方，既可防止熔渣掉到夹紧螺杆8等夹具体上损伤夹具，又使得电子束流完全稳定后再进行焊接。最后，旋转调整螺杆6调整至设定的工作距离，移动X、Y轴滑台1、2进行焊接。
【权利要求】
1.一种IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:包括二维数控平台、横梁架(7 )、夹紧滑块(9 )、垫板(12 )及横板(19 )，其中横板(19 )通过立柱(5 )安装在二维数控平台上，在横板(19)上设有调整工作距离的调整螺杆(6);所述横梁架(7)套在立柱(5)上、并与所述调整螺杆(6)螺纹连接，通过旋转调整螺杆(6)沿立柱(5)的轴向往复移动；所述横梁架(7)上套设有将被焊接的工件(10)夹紧在中间的夹紧滑块(9)，所述工件(10 )的一侧由夹紧滑块(9 )支撑，另一侧通过放在横梁架(7 )上的垫板(12 )支撑，所述夹紧滑块(9)上设有调整夹紧距离的夹紧螺杆(8)。
2.按权利要求1所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:在夹紧工件(10)的夹紧滑块(9)的两侧分别设有横板(19)，每个横板(19)上均设有调整螺杆(6)，所述调整螺杆(6)的一端转动安装在横板(19)上，另一端为自由端；所述横梁架(7)的两侧分别由两个调整螺杆(6)的自由端套入，并与调整螺杆(6)螺纹连接。
3.按权利要求2所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:位于夹紧滑块(9)的两侧的其中一个横板(19)上的调整螺杆(6)安装在该侧横板(19)的一端，另一个横板(19)上的调整螺杆(6)安装在该侧横板(19)的另一端。
4.按权利要求1或2所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述调整螺杆(6)与立柱(5)相平行。
5.按权利要求1所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述夹紧螺杆(8)的一端转动安装在所述工件(10)任一侧的夹紧滑块(9)上，夹紧螺杆(8)的另一端与所述工件(10)另一侧的夹紧滑块(9)螺纹连接。
6.按权利要求5所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述与夹紧螺杆(8)螺纹连接的夹紧滑块(9)沿横梁架(7)往复移动，并通过定位锁紧螺钉(14)与横梁架(7)抵接定位。
7.按权利要求5所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述夹紧滑块(9)的内侧沿夹紧滑块的长度方向设有第二定位槽(18)，被焊接的两个工件(10)的一侧搭在该第二定位槽(18)上，另一侧搭在所述垫板(12)上。
8.按权利要求5所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述被焊接的两个工件(10)另一侧下方的两个垫板(12)之间设有安装在横梁架(7)上的熔渣防护板(13)，被焊接的两个工件(10)之间的焊缝(11)位于该熔渣防护板(13)的正上方。
9.按权利要求1所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述二维数控平台包括X轴滑台(1)、Y轴滑台(2)及工作台(3)，其中X轴滑台(I)安装在Y轴滑台(2)的丝母上，通过丝母与Y轴滑台(2)的丝杠螺纹连接，沿Y轴滑台(2)的丝杠往复移动；所述工作台(3)安装在X轴滑台(I)的丝母上，通过丝母与X轴滑台(I)的丝杠螺纹连接，沿X轴滑台(I)的丝杠往复移动，并且随X轴滑台(I)沿Y轴滑台(2)的丝杠往复移动；所述立柱(5)的一端与横板(19)相连，另一端通过连接板(4)与所述工作台(3)连接。
10.按权利要求9所述的IC装备铝合金结构件真空电子束焊接夹具，其特征在于:所述连接板(4)与工作台(3)之间通过定位槽与定位块定位，并通过T型槽与T型螺钉夹紧固定。
【文档编号】B23K15/06GK103785940SQ201210434040
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】乔红超, 赵吉宾, 于彦凤 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所