一种高精度加速度计摆组件装配夹具的制作方法

本发明属于加速度计精密装配技术领域，具体涉及一种高精度加速度计摆组件快速装配夹具。

背景技术：

随着惯性导航系统对其核心元件加速度计精度要求的不断提高，对加速度计关键组件摆组件的装配精度要求也变得更加严格，不合格的摆组件直接影响着加速度计的成活率，并且加速度计的需求量也持续增加，因此如何快速装配出状态一致、变形量小的摆组件成为了必须攻克的难题，而老一代的装配夹具都已经不能满足这一需求。

单晶硅挠性加速度计的关键组件摆组件的组成包括力矩器线圈13、硅摆片14、配重12以及两个垫块10和11(如图3所示)，它们之间通过胶粘剂粘接为一体，由于加速度计是精密仪表，因此摆组件的装配精度要求非常高。而老一代的装配夹具存在装配时对重要零件限位不佳；采用螺母旋紧限位时对摆组件引入额外应力；装配过于依赖技能工人的装配技术使得人为干预因素难以避免，不同工人装配出的摆组件一致性较差；由于材料和尺寸的限制，无法进行加热操作；装配效率低、耗时长等缺点。因此当前随着加速度计精度的不断提升，和加速度计在众多先进武器装备中的广泛、大量使用，设计一种高精度、高效率的摆组件装配夹具，对加速度计精度、一致性和产能的提高非常重要。

技术实现要素：

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种高精度加速度计摆组件快速装配夹具，以实现加速度计的快速、精密装配。

本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：

一种高精度加速度计摆组件装配夹具，包括线圈部分装配夹具和硅摆片部分装配夹具。其中线圈部分装配夹具包含第一底座、第一线圈套、第一限位片和第二限位片；硅摆片部分装配夹具包含第二底座、第二线圈套、限位块和中心方柱。

在线圈部分装配夹具中，所述第一底座中心设有圆形凹槽，在第一底座端面，邻近圆形凹槽边缘，相对地设置第一限位片、第二限位片，第一限位片、第二限位片面向圆形凹槽侧，分别设有卡槽，用于在周向和径向上对放入其中的摆组件的垫块限位。第一线圈套由铍青铜制作而成，上端设有帽沿用来顶住线圈，中心设有圆形通孔，在圆形通孔一侧，从孔壁到外缘开有沿第一线圈套的纵向贯穿的开口，以使第一线圈套在受力情况下，实现一定程度的伸缩，便于对线圈进行限位。同时，为了降低使第一线圈套伸缩所需的力，在圆形通孔的另一侧，还可开有沿第一线圈套的纵向贯穿的开口，该开口和圆形通孔之间，存在一定长度的连接部分。第一底座的圆形凹槽端面设有两个圆孔，用来插入销钉导轨，第一线圈套的相应位置开有两个通孔，使得第一线圈套可以顺着销钉导轨插入第一底座的圆形凹槽，并与第一底座的圆形凹槽滑配合。

在硅摆片部分装配夹具中，第二底座中心设有圆形凹槽，第二线圈套为圆柱形结构，中心设有圆形通孔，通孔一侧从通孔至外围打通(即，在圆形通孔一侧，从孔壁到外缘开有沿第二线圈套的纵向贯穿的开口)。同时，圆形通孔的另一侧还开有沿第二线圈套的纵向贯穿的开口，该开口和圆形通孔之间，存在一定长度的连接部分，使第二线圈套具有良好的弹性便于对线圈进行限位，第二线圈套可通过滑配合插入并固定在第二底座的圆形凹槽内，并且端面高于第二底座的端面，从底座第二的圆形凹槽槽壁到第二底座的外缘贯通地设有方形凹槽，限位块为倒凸字形结构，下半部可通过滑配合插入第二底座的方形凹槽内，并用销钉固定，在所述下半部高出第二底座端面的位置，设有卡槽(所述卡槽由在所述下半部，从限位块面向圆形凹槽的表面间隔一定距离突出的两个突起构成，摆组件的垫块放置在所述两个突起之间)，用以对摆组件的垫块进行限位，由于线圈已和垫块粘接在一起，从而可防止线圈发生周向旋转，限位块的上半部设有卡槽用以对摆组件的配重进行周向和径向限位(径向限位利用限位块上半部分与配重外径贴合的圆弧面实现，周向限位利用限位块上半部分圆弧面两侧的突出结构实现)。第二底座圆形凹槽中心开有正方形通孔，中心方柱可通过滑配合插入中心方孔内，中心方柱用来对摆片进行限位。

本发明的高精度加速度计摆组件装配夹具针对摆组件各个零件的尺寸和配合要求，提供了精准的限位，可大大提高装配出的摆组件的一致性，并且明显降低变形量。

附图说明

图1是本发明实施例中的线圈部分装配夹具的立体示意图；

图2为本发明实施例中的硅摆片部分装配夹具的立体示意图；

图3为本发明的高精度加速度计摆组件装配夹具应用于的加速度计核心组件摆组件的立体示意图。

其中，1-第一底座、2-第一限位片、3-第二限位片、4-第一线圈套、5-销钉导轨、6-第二底座、7-第二线圈套、8-限位块、9-中心方柱、10-第一垫块、11-第二垫块、12-配重、13-线圈、14-硅摆片。

具体实施方式

为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明提供一种高精度加速度计摆组件装配夹具，包括线圈部分装配夹具和硅摆片部分装配夹具，实现图3所示的摆组件(包括第一垫块10、第二垫块11、配重12、线圈13、硅摆片14)的精密和快速装配。图1和图2分别为所述线圈部分装配夹具和硅摆片部分装配夹具的立体示意图。

如图所示，线圈部分装配夹具包含第一底座1、第一线圈套4、第一限位片2和第二限位片3；硅摆片部分装配夹具包含第二底座6、第二线圈套7、限位块8和中心方柱9。

线圈部分装配夹具中，第一底座1中心设有圆形凹槽，在第一底座1端面，邻近圆形凹槽边缘，相对地设置第一限位片2、第二限位片3，第一限位片2、第二限位片3通过销钉固定在第一底座1上。第一限位片2、第二限位片3面向圆形凹槽侧，分别设有卡槽，用于在周向和径向上对放入其中的摆组件的垫块限位。第一线圈套4由铍青铜制作而成，具有良好的弹性，上端设有帽沿用来顶住线圈13，中心设有圆形通孔，在圆形通孔一侧，从孔壁到外缘开有沿第一线圈套4的纵向贯穿的开口，以使第一线圈套在受力情况下，实现一定程度的伸缩，便于对线圈13进行限位。同时，为了降低使第一线圈套4伸缩所需的力，在圆形通孔的另一侧，还可开有沿第一线圈套4的纵向贯穿的开口，该开口和圆形通孔之间，存在一定长度的连接部分，所述一定长度一般为1mm。第一底座1的圆形凹槽端面设有两个圆孔，用来插入销钉导轨5，第一线圈套4的相应位置开有两个通孔，使得第一线圈套4可以顺着销钉导轨5插入第一底座1的圆形凹槽中，并与第一底座1的圆形凹槽滑配合。

硅摆片部分装配夹具中，第二底座6中心设有圆形凹槽，第二线圈套7为圆柱形结构，中心设有圆形通孔，通孔一侧从通孔至外围打通，第二线圈套7同样由铍青铜制作而成，具有良好的弹性。同时，圆形通孔的另一侧还开有沿线第二线圈套的纵向贯穿的开口，该开口和圆形通孔之间，存在一定长度的连接部分，使第二线圈套7具有良好的弹性便于对线圈13进行限位，所述一定长度同样地通常为1mm。第二线圈套7可通过滑配合插入并固定在第二底座6的圆形凹槽内，并且端面高于第二底座6端面，从第二底座6的圆形凹槽槽壁到第二底座6的外缘贯通地设有方形凹槽，限位块8为倒凸字形结构，下半部可通过滑配合插入第二底座6的方形凹槽内，并用销钉固定在第二底座6上，在所述下半部高出第二底座6端面的位置，设有卡槽(所述卡槽由在所述下半部，从限位块8面向圆形凹槽的表面间隔一定距离突出的两个突起构成，摆组件的垫块放置在所述两个突起之间)，用以对摆组件的垫块进行限位，由于线圈13已和垫块粘接在一起，从而可防止线圈13发生周向旋转，限位块8的上半部设有卡槽用以对摆组件的配重12进行周向和径向限位(径向限位利用限位块8上半部分与配重12外径贴合的圆弧面实现，周向限位利用限位块8上半部分圆弧面两侧的突出结构实现)。第二底座6圆形凹槽中心开有正方形通孔，中心方柱9可通过滑配合插入中心方孔内，中心方柱9用来通过硅摆片14的中心方孔对硅摆片14进行良好限位。

进行装配时，首先将第一限位片2和第二限位片3通过销钉固定在第一底座1上(一次固定后无需反复拆卸)，再将第一垫块10和第二垫块11分别放入第一限位片2和第二限位片3的限位槽内，它们的位置是唯一固定的，之后在线圈13的相应位置进行涂胶，轻捏第一线圈套4将线圈13套入，松开第一线圈套4使线圈13固定，随后顺着销钉导轨5将第一线圈套4滑入第一底座1的槽内，至此完成了线圈部分的装配。

接下来，首先将第二线圈套7通过销钉固定在第二底座6上，并将中心方柱9插入第二底座6的方槽内，之后将粘有第一垫块10和第二垫块11的线圈13套入第二线圈套7中，并用限位块8的下卡槽对第一垫块10进行限位，这样线圈13就被固定在唯一位置，在第一垫块10和第二垫块11上涂抹胶后将硅摆片14利用其中心方孔顺着中心方柱9滑入完成与两个垫块10、11的粘接，最后在配重12上涂胶后，利用限位块8将其放入并粘接在硅摆片14上，将整个夹具放入烘箱进行烘胶后，即完成了加速度计核心组件摆组件的装配。

本发明的高精度加速度计摆组件装配夹具针对摆组件各个零件的尺寸和配合要求，提供了精准的限位，装配出摆组件的一致性大大增加，变形量明显降低；且该夹具兼顾了装配的工艺性和快速性，极大地减少了人为因素影响，相同数量摆组件的装配时间可缩短一半以上；此外，该夹具的制作和维护费用大大降低。在该夹具投入使用后，加速度计的摆组件装配成活率提升到了接近100％，加速度计的生产成活率已从去年的55％提升至71％，效果显著。