专利名称：生产半导体激光二极管专用夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制造半导体激光器的专用工具，特别是涉及半导体激光器LD激光二极管生产和检测等工序所使用的生产半导体激光二极管专用夹具。
背景技术：
众所周知，我国目前半导体激光器LD激光二极管的生产工艺基本都是单只生产加工。因为在生产夹具上只有一个管座定位孔，一次只能装夹一只激光器管座，锁压方式是螺钉锁压。由于是单件加工，所以无法配合自动进料机进行连续、自动化加工作业，这样就大大的制约了生产效率。本实用新型主要应用于半导体激光器LD激光二极管加工过程中的装管芯、装探测器、打金线、烧结、测试、封装等连续生产工序，其中烧结工序要在350℃的恒温箱中进行，由于高温的原因，造成夹具的使用寿命较短。在半导体激光器LD激光二极管的生产过程中，该夹具的需求量非常大，如果使用寿命不高，就会造成生产成本的提高和资源的浪费。因此，如何增加管座定位孔数量即装夹数量；简化锁压方式；增加自动进料功能和连续、自动化加工能力；提高夹具的使用寿命降低成本；成为解决问题的关键因素。原来之所以装夹数量单一，主要是解决不了在夹具基座上增加管座定位孔数量后所产生的累积误差和精度问题，管座定位孔数量越多误差越大，即使每个孔距只差0.01mm，那么累积误差就要差0.14mm，另外管座定位孔孔心连线的直线度、与基准面J的平行度、管座定位孔与底孔的同心度以及与其它5种孔之间的相对位置等都存在问题，用原来机械加工的方式较难解决，另外，由于夹具基座的材料为铝合金，形状为长188mm宽14.82mm的细长条，见图3，材料本身都很容易变形，在上面还要加工47个6种形状大小不同的通孔和沉孔，再经过上述多道工序和多次装夹就更容易变形，而一旦变形报废，前面加工的精度和所有加工费用就全白费了。原来曾经分3次加工过总共3000条夹具基座，结果完全合格的没有，可降级使用的168条，其余全部报废，其中由于变形报废的1867条，精度不够报废的965条，而在变形报废的1867条中有1264条的精度也不合格。因为基座是新型夹具的最重要组成部分，如果基座不合格，增加激光器管座装夹数量，即增加管座定位孔数量的设想就成了泡影，接下来以该设想为中心的其它设想也都不能成立。例如锁压方式，如果没有增加管座定位孔的数量，用螺钉锁压和压片锁压的效率和功能差别不大。连续加工和自动进料功能，由于该设计是在夹具基座上增加自动进料机定位销孔和进料滑块定位销孔来完成的，如果没有增加管座定位孔的数量，并且夹具基座的精度不够的话，将直接影响到该功能的使用。
发明内容
本实用新型的目的是针对目前半导体激光器LD激光二极管的生产是单件加工，生产夹具一次只能装夹一只激光器管座，锁压方式是螺钉锁压，生产效率低的问题。提供一种增加管座定位孔数量即装夹数量，简化锁压方式，生产效率高，使用寿命较长，生产成本低的生产半导体激光二极管专用夹具。
本实用新型所述的生产半导体激光二极管专用夹具，包括夹具基座、弹性压片、导向铆钉；夹具基座为条形板材，夹具基座沿纵向直线均布一排管座定位孔；其孔心连线与夹具基准边J平行；在基座上还设有一排沿纵向直线均布且与各管座定位孔对应的导向铆钉固定孔，其孔心连线也与夹具基准边J平行；此外，与导向铆钉定固定孔相间，设有一排沿纵向直线均布的自动进料定位销孔；弹性压片为条形片材；弹性压片沿纵向直线均布一排与夹具基座上各导向铆钉定固定孔对应的压片导向槽，各导向铆钉穿过弹性压片的各压片导向槽后紧固于夹具基座的各导向铆钉固定孔中，使导向铆钉、弹性压片、夹具基座结合一体，并留有一定间隙，使弹性压片、导向铆钉、夹具基座保持滑动配合；夹具基座上还设有送料滑块定位销孔和送料滑块紧固螺钉孔。
管座定位孔内设有定位凸台，管座定位孔边缘设有倒角α。
弹性压片上，与压片导向槽相间，均布设有复数个槽口，且该槽口与夹具基座上的自动进料定位销孔相对应。
夹具基座采用硅铝合金材料，表面进行阳离子硬质氧化处理，形成硬质氧化膜耐磨层。
夹具基座沿纵向均布的管座定位孔、弹性压片的压片导向槽和导向铆钉各为15个。自动进料定位销为14个。
夹具基座的进料滑块定位销孔为两个，左右两端各一个。
夹具基座的滑块紧固螺钉孔为一个，位于夹具基座的中部。
弹性压片设有复数个槽口的一侧由复数个直线段构成。
弹性压片的另一侧，与复数个槽口对应的部位由圆弧段构成，且圆弧段向上翘起，形成翘片。
夹具基座的管座定位孔倒角为0.2×45°。
本实用新型使用时首先用导向铆钉将弹性压片紧固在夹具基座上，调整导向铆钉的压铆深度，使弹性压片和夹具基座之间的间隙保持在0.04～0.06mm之内，并能够在压片自身的导向槽内前后滑动，锁压时先推开弹性压片将管座定位孔露出，依次将多激光器管座放入管座定位孔内，然后推动弹性压片，将激光器管座紧压在管座定位孔内，并使激光器管座不会在连续的生产工序中移动或脱离管座定位孔。取出激光器管座时只需向后推开压片使管座定位孔露出，即可取出激光器管座，这样只需一次即可完成多只管座的锁压，既方便又快捷，为了方便激光器管座的取放，还在管座定位孔边缘倒倒角；本实用新型在夹具基座上具有配合自动进料机的自动进料机定位销孔，滑块定位销孔，紧固螺钉过孔，使夹具具有自动进料功能和多工序连续自动化加工的功能，解决了自动进料和多工序、连续、自动化加工做业的问题。
本实用新型的优点是1.增加了夹具的管座定位孔数量，提高了生产效率；2.简化了锁压方式，由原来用螺钉锁压改为用弹性压片锁压，并增加了导向铆钉固定孔，用于定位和固定弹性压片，这种锁压方式可将多只管座一次锁压，为方便激光器管座的取放，还在管座定位孔的边缘增加了0.2×45°的倒角；3.为了配合自动进料机连续自动化加工，新型夹具还在夹具基座上增加了多个自动进料机定位销孔、2个进料滑块定位销孔和1个滑块紧固螺钉过孔，使新型夹具可以配合自动进料机进行连续、自动加工做业，解决了原来夹具只能单只加工不能连续生产的问题；4.新型夹具增加了表面阳离子硬质氧化工艺，增强了夹具基座耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和表面硬度，从而提高了夹具的使用寿命。
因此本实用新型具有连续作业和自动化加工的能力，提高了夹具的工作效率和使用寿命。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1是本实用新型生产半导体激光二极管专用夹具的构造图。
图2是图1的A-A剖视放大图。
图3是夹具基座的构造图。
图4是图3管座定位孔正面放大图。
图5是图3的A-A剖视放大图。
图6是图3的B-B剖视放大图。
图7是图3的C-C剖视放大图。
图8是弹性压片的构造图。
图9是图8的侧视图。
图10是弹性压片局部放大图。
图11是导向铆钉的构造图。
图中1.夹具基座 2.弹性压片 3.导向铆钉 4.管座定位孔 5.导向铆钉固定孔 6.自动进料定位销孔 7.进料滑块定位销孔 8.滑块紧固螺钉过孔 9.压片导向槽 10.槽口 11.翘片具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的生产半导体激光二极管专用夹具包括夹具基座1、弹性压片2、导向铆钉3。如图3所示，夹具基座1为条形板材。夹具基座1沿纵向直线均布一排管座定位孔4。其孔心连线与夹具基准边J相平行，在基座1上还设有一排沿纵向直线均布且与各管座定位孔4对应的导向铆钉固定孔5，其孔心连线也与夹具基准边J相平行。此外，与导向铆钉定固定孔相间，设有一排沿纵向直线均布的自动进料定位销孔6。如图9所示，弹性压片2为条形片材。弹性压片2沿纵向均布一排与夹具基座1上各导向铆钉定固定孔5对应的压片导向槽9。各导向铆钉3穿过弹性压片2的各压片导向槽9后紧固于夹具基座1的各导向铆钉固定孔5中，使导向铆钉3、弹性压片2、夹具基座1结合一体，并留有一定间隙，使弹性压片2的压片导向槽9与导向铆钉3保持滑动配合。夹具基座1上设有送料滑块定位销孔7和送料滑块紧固螺钉孔8。
管座定位孔4设有倒角α。
弹性压片2上，与压片导向槽9相间，均布复数个槽口10，且该槽口10与夹具基座1上的自动送料定位销孔6相对应。
弹性压片2设有复数个槽口10的一侧由复数个直线段构成。
弹性压片2的另一侧，与复数个槽口对应的部位由圆弧段构成，且圆弧段向上翘起，形成翘片11。
夹具基座1采用硅铝合金材料，表面进行阳离子硬质氧化处理，表面形成硬质氧化膜耐磨层，增强了夹具基座耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和表面硬度。
夹具基座1沿纵向均布的管座定位孔4、弹性压片2的压片导向槽9和导向铆钉3各为15个。自动进料定位销为14个。
夹具基座1的进料滑块定位销孔7为两个，左右两端各一个。
夹具基座1的滑块紧固螺钉孔8为一个，位于夹具基座1的中部。
夹具基座1的管座定位孔4倒角α为0.2×45°。
为便于了解本实用新型所述的生产半导体激光二极管专用夹具的具体技术和工艺问题，下面对本实用新作进一步说明与现有技术相比，本实用新型增加了夹具的管座定位孔数量(装夹数量)，由原来夹具上只有一个管座定位孔，增加到15个，(一次只能装夹1只激光器管座，增加到一次可装夹15只管座)；简化了锁压方式，由原来用螺钉锁压改为用弹性压片锁压，并增加了15个导向铆钉固定孔，用于定位和固定弹性压片，这种锁压方式可将15只管座一次锁压，为了方便激光器管座的取放，还在管座定位孔的边缘增加了0.2×45°的倒角；为了配合自动进料机连续自动化加工，新型夹具还在夹具基座上增加了14个自动进料机定位销孔、2个进料滑块定位销孔和1个滑块紧固螺钉过孔，使新型夹具可以配合自动进料机进行连续、自动加工做业，解决了原来夹具只能单只加工不能连续生产的问题；提高了夹具的使用寿命，新型夹具增加了表面阳离子硬质氧化工艺，增强了夹具基座耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和表面硬度，从而提高了夹具的使用寿命。因此上述问题的解决不仅提高了夹具的工作效率和使用寿命，还使其具有了连续做业和自动化加工的能力。
本实用新型的具体技术措施是本实用新型在夹具基座上有15个用于固定和定位激光器管座的管座定位孔，同时改变了管座定位孔定位凸台的方向，使凸台的凸起方向同基准边垂直，凸台的突出部分靠近基准面J一侧。解决了装夹数量问题。首先对夹具基座进行了有限元分析，根据分析结论确定了夹具基座的最佳长度和形状，确定了基座上管座定位孔的最佳数量为15个孔。为了保证夹具基座的精度，降低累积误差，在管座定位孔的加工过程中，制造并使用了中低温精密冲压模具加工的加工手段，将15个管座定位孔用油压机一次冲压成型，在模具制造方面，采用了进口数控电火花线切割机和进口数控坐标磨床加工，使模具的精度和光洁度得到大大提高。在夹具基座的冲压过程中采用中低温冲压技术，使夹具基座由于冲压所产生的应力得到释放，从而减少了夹具基座变形的可能。至此夹具装夹数量少的问题得到了解决。本实用新型锁压方式是用15个导向铆钉将弹性压片紧固在夹具基座上，调整导向铆钉的压铆间隙，利用导向铆钉的压铆间隙和弹性压片的自身弹力，将激光器管座锁压在管座定位孔内的方式锁压，解决了原有的锁压问题。原来夹具的锁压方式是，在管座定位孔的两边有两个M1.5的螺丝孔，先将管座放进管座定位孔内再用M1.5螺钉锁紧垫圈来压紧管座。现在改为用弹性压片锁压，首先用导向铆钉将弹性压片紧固在夹具基座上，调整导向铆钉的压铆深度，使弹性压片和夹具基座之间的间隙保持在0.04～0.06mm之内，并能够在压片自身的导向槽内前后滑动，锁压时先推开弹性压片将管座定位孔露出，依次将15只激光器管座放入管座定位孔内，然后推动弹性压片，将激光器管座紧压在管座定位孔内，并使激光器管座不会在连续的生产工序中移动或脱离管座定位孔。取出激光器管座时只需向后推开压片使管座定位孔露出，即可取出激光器管座，这样只需一次即可完成15只管座的锁压，既方便又快捷，为了方便激光器管座的取放，还在管座定位孔边缘倒了0.2×45°的倒角；本实用新型在夹具基座上有配合自动进料机的自动进料机定位销孔14个，滑块定位销孔2个，紧固螺钉过孔1个，使夹具具有自动进料功能和多工序连续自动化加工的功能，解决了自动进料和多工序、连续、自动化加工做业的问题。在夹具基座上增加了14个自动进料机定位销孔，用于配合自动进料机上步进电机所带动的销状机械手，拖动夹具自动进料和出料。两个滑块定位销孔和一个紧固螺钉过孔，用于将夹具定位、固定并锁紧在自动进料机滑块上，再一起放在自动进料机的进料导轨上，启动自动进料机，自动进料机上的销状机械手就会自动插入自动进料机定位销孔内，拖动夹具移动，并逐一完成对15只半导体激光器(LD激光二极管)管座多工序连续自动化加工做业；本实用新型在夹具基座表面采用了表面阳离子硬质氧化技术，基座表面有硬质氧化膜生成，解决了夹具使用寿命短的问题。夹具基座在选材上采用硅铝合金材料，根据材料的特性采用了表面阳离子硬质氧化技术，在基座表面生成了一层A1203类陶瓷保护膜，增强了基座的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和表面硬度。以下是本实用新型的基本构造和功能。新型夹具是由三部分组成的，夹具基座见图3，弹性压片见图8、图9，导向铆钉见图11，组装见图1。夹具基座为新型夹具的主要零部件之一，全长188.0mm，工差为+0/-0.02mm，宽为14.82+/-0.05，厚度为3.8+0/-0.02；在夹具基座上，左右分中排布15个管座定位孔，主要起到固定和定位激光器管座的作用。定位孔是由φ4.8+0.05/-0底孔(通孔)和φ5.6+0.02/+0.04深1.1+0.03/-0的带有定位凸台的沉头孔组成，见图3、图4和图5中4所示，φ4.8与φ5.6两孔的同心度为0.02，定位凸台宽0.9+0/-0.05，至圆心半径R2.42+0.05/-0，定位凸台凸起的方向同基准边垂直，凸台的突出部分靠近基准面J一侧，在φ5.6凸台孔的外缘有0.2×45°倒角见图5，管座定位孔之间的孔心距为12.0+/-0.03mm，孔心距累积尺寸为168.0+/-0.03，孔心到基准面J的距离为8.24+/-0.02，基准面J的直线度为0.03；在基座上有15个φ1.5导向铆钉固定孔，主要起到紧固和定位导向铆钉的位置，并将弹性压片固定在基座上的作用。该孔在管座定位孔的下方，见图3、图5中5所示。孔心与管座定位孔的孔心连线垂直于基准面J，导向铆钉固定孔之间的孔心距为12.0+/-0.03，孔心到基准面J的距离为3.0+/-0.02，孔径为φ1.5+0.02/-0；在基座上有14个φ2.5的自动进料机定位销孔，主要是配合自动进料机之步进电机所带动的销状机械手来拖动夹具自动进料和出料，见图3和图6中6所示。孔心的位置在左右相邻的2个φ1.5孔心连线的正中，φ2.5孔与孔之间的孔心距为12.0+/-0.03，孔心距累积尺寸为156.0+/-0.03，孔心到基准面J的距离为3.0+/-0.02，孔径为φ2.5+0.02/-0；在基座上有2个φ2.2的进料滑块定位销孔，用于将夹具定位在自动进料机的滑块上，见图3和图7中7所示。孔心到基准面J的距离为11.1+/-0.03，孔心之间的孔心距为132.0+/-0.03，孔心与自动进料机定位销孔的孔心连线垂直于基准面J；在基座上有1个φ2.2的滑块紧固螺钉过孔，用于将夹具固定并锁紧在自动进料机滑块上，在其中一端为φ3.8×90°见图3和图6中8所示。孔心到基准面J的距离为11.1+/-0.03，孔心与自动进料机定位销孔的孔心连线垂直于基准面J。弹性压片，长181.0宽10.4，外形形状见图8中2所示，在压片上沿折线处折起，折角为60°见图9，主要用于锁紧和松开压在压片下的15个激光器管座，在压片上还有15个“O”状导向槽，该处尺寸长4.0宽2.1，两端圆弧为R1.0，见图10中9所示。导向铆钉见图11，最大外径φ4.0，全长4.0，各部分尺寸，最小端开始φ1.45，长1.5是导向部分，φ1.5+0.03/+0.05，长1.7是紧固部分，φ2.0+/-0.02，长0.35+/-0.01是导向部分，与弹性压片的“O”状导向槽滑动配合，φ4.0，长0.4是限位部分。
本实用新型的有益效果是提高了半导体激光器(LD激光二极管)专用生产夹具的精度和使用寿命，增加了半导体激光器(LD激光二极管)专用生产夹具的装夹数量和自动进料功能，实现了多工序连续自动化加工做业，简化了锁压方式并方便了使用。提高了效率节省了成本。
使用时，首先将导向铆钉3穿过弹性压片2的压片导向槽9，与夹具基座1上的导向铆钉固定孔5相铆合，然后调整铆钉3的压铆深度，使夹具基座1与弹性压片2之间的间隙为0.04～0.06mm，弹性压片2能够在压片导向槽9的范围内前后自由滑动。推开弹性压片2将管座定位孔4露出，在管座定位孔4内依次放入15只半导体激光器(LD激光二极管)管座，再推动弹性压片2将激光器管座压紧在管座定位孔4内，至此激光器管做的装夹就全部完成。然后再将有装激光器管座的夹具紧固在自动进料机滑块上，先将滑块的定位销插入滑块定位销孔7内，再用螺钉穿过紧固螺钉过孔8将夹具紧固在滑块上，将滑块连同夹具放在自动进料机的进料导轨上，启动自动进料机，自动进料机上的销状机械手就会自动插入自动进料机定位销孔6内，拖动夹具移动，并逐一完成对15只激光器管座的各种加工工序，实现了多工序、连续、自动化加工作业。
权利要求1.一种生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于包括夹具基座、弹性压片、导向铆钉；夹具基座为条形板材，夹具基座沿纵向直线均布一排管座定位孔；其孔心连线与夹具基准边J平行；在基座上还设有一排沿纵向直线均布且与各管座定位孔对应的导向铆钉固定孔，其孔心连线也与夹具基准边J平行；此外，与导向铆钉定固定孔相间，设有一排沿纵向直线均布的自动进料定位销孔；弹性压片为条形片材；弹性压片沿纵向直线均布一排与夹具基座上各导向铆钉定固定孔对应的压片导向槽，各导向铆钉穿过弹性压片的各压片导向槽后紧固于夹具基座的各导向铆钉固定孔中，使导向铆钉、弹性压片、夹具基座结合一体，并留有一定间隙，使弹性压片、导向铆钉、夹具基座保持滑动配合；夹具基座上还设有送料滑块定位销孔和送料滑块紧固螺钉孔。
2.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于管座定位孔内设有定位凸台，管座定位孔边缘设有倒角α。
3.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于弹性压片上，与压片导向槽相间，均布设有复数个槽口，且该槽口与夹具基座上的自动进料定位销孔相对应。
4.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于夹具基座采用硅铝合金材料，表面进行阳离子硬质氧化处理，形成硬质氧化膜耐磨层。
5.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于夹具基座沿纵向均布的管座定位孔、弹性压片的压片导向槽和导向铆钉各为15个，自动进料定位销为14个。
6.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于夹具基座的进料滑块定位销孔为两个，左右两端各一个。
7.按权利要求1所述的生产半导体激光二极管专用夹具，其特征在于夹具基座的滑块紧固螺钉孔为一个，位于夹具基座的中部。
专利摘要一种生产半导体激光二极管专用夹具，包括夹具基座1、弹性压片2、导向铆钉3。夹具基座1沿纵向直线均布一排管座定位孔4，还设有一排沿纵向直线均布的导向铆钉固定孔5。与导向铆钉定固定孔相间，设有一排自动进料定位销孔6。弹性压片2沿纵向直线均布一排与夹具基座1上各导向铆钉定固定孔5对应的压片导向槽9。各导向铆钉3穿过弹性压片2的各压片导向槽9后紧固于夹具基座1的各导向铆钉固定孔5中，并使弹性压片2的压片导向槽9与导向铆钉3保持滑动配合。夹具基座1上设有送料滑块定位销孔7和送料滑块紧固螺钉孔8。本实用新型增加了夹具的管座定位孔数量，夹具表面采用阳离子硬质氧化处理，具有连续作业能力，因此提高了夹具的工作效率和使用寿命。
文档编号H01S5/00GK2674722SQ03238338
公开日2005年1月26日 申请日期2003年9月22日 优先权日2003年9月22日
发明者张旻 申请人:张旻