專利名稱：Ic裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于IC裝備真空電子束焊接領(lǐng)域，具體地說是一種IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具。
背景技術(shù)：
不同于其他行業(yè)零部件的單一功能要求，IC(integratecircuit，集成電路)裝備的零部件特別是水道經(jīng)常要兼顧強度、應(yīng)變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復(fù)合功能要求，是各種復(fù)雜技術(shù)的復(fù)雜集成，常采用鋁合金材料。IC裝備的冷卻水道普遍加工精度要求極高，為了滿足IC裝備高精度焊接的要求，解決鋁合金難焊接的難題，采用具有不用焊條、不易氧化、工藝重復(fù)性好及熱變形量小等優(yōu)點的真空電子束焊接工藝方法。鋁合金真空電子束焊接時對束流和磁場十分敏感，尤其是對于壁厚大于3mm的鋁合金管道，束流偏小易產(chǎn)生未焊透，束流偏大焊縫金屬則易塌陷，磁場存在將會引起電子束偏轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)沿預(yù)定軌跡焊接；另外鋁合金強度系數(shù)低、熱導(dǎo)率大(約為鋼的4倍)，線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接變形和焊接接頭軟化。所以設(shè)計專用的無磁性的、導(dǎo)電良好的、定位夾緊可靠的專用夾具，將極大的提高IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具。該焊接夾具能夠有效夾持IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道在現(xiàn)有的真空電子束焊機上進(jìn)行焊接。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括XY軸二維平臺、立臥動力頭、轉(zhuǎn)動卡盤及頂尖組件，其中XY軸二維平臺安裝在真空電子束焊機上，所述立臥動力頭及轉(zhuǎn)動卡盤通過安裝座安裝在XY軸二維平臺的XY直線工作臺上，轉(zhuǎn)動卡盤安裝在安裝座上，并通過傳動裝置與立臥動力頭的輸出端相連接；所述頂尖組件安裝在XY直線工作臺上，與所述轉(zhuǎn)動卡盤相對，該頂尖組件包括頂尖壓緊手輪、頂尖、殼體、螺柱絲杠、內(nèi)滑套及外滑套，其中殼體安裝在XY直線工作臺上，頂尖壓緊手輪轉(zhuǎn)動安裝在殼體的一側(cè)，所述螺柱絲杠的一端與頂尖壓緊手輪相連，另一端螺紋連接頂尖，所述內(nèi)滑套通過軸承連接在頂尖外部、并隨頂尖沿螺柱絲杠軸向往復(fù)移動，所述外滑套設(shè)在內(nèi)滑套外部、并通過滑塊螺釘與內(nèi)滑套連接，由內(nèi)滑套帶動沿螺柱絲杠軸向往復(fù)移動。其中所述殼體為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，殼體、外滑套、內(nèi)滑套及螺柱絲杠由外向內(nèi)依次同心設(shè)置；所述外滑套的內(nèi)壁及殼體的內(nèi)壁分別沿軸向設(shè)有滑槽，內(nèi)滑套及外滑套上的滑塊螺釘分別在外滑套內(nèi)壁上的滑槽、殼體內(nèi)壁上的滑槽內(nèi)滑動；所述螺柱絲杠另一端的端部安裝有限制頂尖伸出長度的端蓋；所述XY軸二維平臺包括X軸伺服電機、X軸編碼器、X軸絲杠、X軸滑臺、Y軸伺服電機、Y軸編碼器、Y軸絲杠、Y軸滑臺及XY直線工作臺，其中Y軸伺服電機的輸出軸連接有Y軸絲杠，Y軸滑臺安裝在與Y軸絲杠螺紋連接的絲母上，所述Y軸伺服電機上設(shè)有Y軸編碼器；所述X軸伺服電機、X軸編碼器、X軸絲杠及X軸滑臺隨Y軸滑臺沿Y軸絲杠往復(fù)移動，X軸伺服電機的輸出軸連接有X軸絲杠，X軸滑臺安裝在與X軸絲杠螺紋連接的絲母上，所述X軸伺服電機上設(shè)有X軸編碼器；所述XY直線工作臺安裝在X軸滑臺上；所述立臥動力頭及頂尖組件通過連接板安裝在XY直線工作臺上，該連接板與XY直線工作臺之間通過定位槽與定位塊定位，并通過T型槽與T型螺釘夾緊固定；所述立臥動力頭包括伺服電機、減速器及編碼器，其中伺服電機及減速器分別安裝在安裝座上，伺服電機的輸出軸與減速器相連，減速器的輸出端通過傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動卡盤旋轉(zhuǎn)；所述伺服電機上安裝有編碼器；夾持在轉(zhuǎn)動卡盤上的被焊接工件具有隨XY軸二維平臺沿X軸、Y軸往復(fù)移動以及隨轉(zhuǎn)動卡盤旋轉(zhuǎn)三個自由度。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、使用方便、成本低等優(yōu)點，在提高生產(chǎn)效率的同時，保證了焊接質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性。2.本實用新型通過控制機械系統(tǒng)協(xié)同作用，實現(xiàn)了 IC裝備結(jié)構(gòu)件的自動焊接，可以提高結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)效率，確保焊接質(zhì)量的一致性。3.本實用新型采用不銹鋼304材料，既保證了夾具的導(dǎo)電性能(保證電子束的電子能夠流回大地)，又保證了不帶磁性(保證電子束不發(fā)生偏轉(zhuǎn))，實現(xiàn)電子束流方向穩(wěn)定可靠。4.使用本實用新型的焊接夾具，能夠?qū)崿F(xiàn)縫隙0 0. 15mm、工件大小約①60 X 200mm、最大重量約8kg的管道焊接。5.本實用新型夾緊定位可靠，可極大的提高IC裝備鋁合金結(jié)構(gòu)件的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

圖1為本實用新型XY直線工作臺的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為本實用新型夾持部分的結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為圖3的左視圖；圖5為圖4中頂尖部分的結(jié)構(gòu)主視圖；圖6為圖5的右視圖； 其中I為X軸伺服電機，2為X軸編碼器，3為X軸絲杠，4為X軸滑臺，5為Y軸伺服電機，6為Y軸編碼器，7為Y軸絲杠，8為Y軸滑臺，9為XY直線工作臺，10為防護(hù)罩，11為連接板，12為定位塊，13為旋轉(zhuǎn)主軸，14為三爪轉(zhuǎn)動卡盤,15為編碼器,16為伺服電機，17為減速器,18為壓板,19為固定螺釘,20為吊環(huán),21為頂尖壓緊手輪,22為頂尖,23為第一滑塊螺釘，24為殼體，25為軸承，26為端蓋，27為螺柱絲杠，28為內(nèi)滑套，29為外滑套，30為支架，31為T型塊，32為第二滑塊螺釘。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。[0023]本實用新型包括XY軸二維平臺、立臥動力頭、轉(zhuǎn)動卡盤14及頂尖組件，其中XY軸二維平臺安裝在真空電子束焊機上，立臥動力頭及轉(zhuǎn)動卡盤14通過安裝座安裝在XY軸二維平臺的XY直線工作臺9上，轉(zhuǎn)動卡盤14安裝在安裝座上，并通過傳動裝置與立臥動力頭的輸出端相連接；頂尖組件安裝在XY直線工作臺9上，與轉(zhuǎn)動卡盤14相對。如圖1、圖2所示，XY軸二維平臺包括X軸伺服電機1、X軸編碼器2、X軸絲杠3、X軸滑臺4、Y軸伺服電機5、Y軸編碼器6、Y軸絲杠7、Y軸滑臺8及XY直線工作臺9，其中Y軸伺服電機5的輸出軸連接有Y軸絲杠7，Y軸滑臺8安裝在與Y軸絲杠7螺紋連接的絲母上，Y軸伺服電機5上設(shè)有Y軸編碼器6 ；X軸伺服電機1、X軸編碼器2、X軸絲杠3及X軸滑臺4隨Y軸滑臺8沿Y軸絲杠7往復(fù)移動，X軸伺服電機I的輸出軸連接有X軸絲杠3，X軸滑臺4安裝在與X軸絲杠3螺紋連接的絲母上，X軸伺服電機I上設(shè)有X軸編碼器2 ；XY直線工作臺9安裝在X軸滑臺4上。如圖3、圖4所示，安裝立臥動力頭的安裝座及頂尖組件通過連接板11安裝在XY直線工作臺9上，該連接板11與XY直線工作臺9之間通過定位槽與定位塊12定位，并通過T型槽與T型螺釘夾緊固定；在連接板11的邊緣還通過壓板18壓緊，并用固定螺釘19固接在XY直線工作臺9上。轉(zhuǎn)動卡盤14的旋轉(zhuǎn)主軸13通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在安裝座上，立臥動力頭包括伺服電機16、減速器17及編碼器15，其中伺服電機16及減速器17分別安裝在安裝座上，伺服電機16的輸出軸與減速器17相連，減速器17的輸出端通過傳動裝置與轉(zhuǎn)動卡盤14的旋轉(zhuǎn)主軸14相連，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主軸14進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動卡盤14旋轉(zhuǎn)，本實施例的轉(zhuǎn)動卡盤14為三爪卡盤；伺服電機16上安裝有編碼器15。夾持在轉(zhuǎn)動卡盤14上的被焊接工件具有隨XY軸二維平臺沿X軸、Y軸往復(fù)移動以及隨轉(zhuǎn)動卡盤14旋轉(zhuǎn)三個自由度。如圖5、圖6所不，頂尖組件包括頂尖壓緊手輪21、頂尖22、冗!體24、螺柱絲杠27、內(nèi)滑套28及外滑套29，其中殼體24安裝在XY直線工作臺9上，頂尖壓緊手輪21轉(zhuǎn)動安裝在殼體24的一側(cè)，螺柱絲 杠27的一端與頂尖壓緊手輪21相連，另一端螺紋連接頂尖22，螺柱絲杠27上的外螺紋與頂尖22上的內(nèi)螺紋向配合，通過相對旋轉(zhuǎn)運動可以將頂尖22推出或拉回；通過T型塊31將支架30定位在連接板11上，殼體24與支架30通過螺釘和定位銷固定在一起。內(nèi)滑套28通過軸承連接在頂尖22外部、并隨頂尖22沿螺柱絲杠27軸向往復(fù)移動，外滑套29套設(shè)在內(nèi)滑套28外部、并通過滑塊螺釘與內(nèi)滑套28連接，由內(nèi)滑套28帶動沿螺柱絲杠27軸向往復(fù)移動；殼體24為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，殼體24、外滑套29、內(nèi)滑套28及螺柱絲杠27由外向內(nèi)依次同心設(shè)置。外滑套29的內(nèi)壁及殼體24的內(nèi)壁分別沿軸向設(shè)有滑槽，內(nèi)滑套28上的第一滑塊螺釘23在外滑套29內(nèi)壁上的滑槽內(nèi)滑動，外滑套29上的第二滑塊螺釘32在殼體24內(nèi)壁上的滑槽內(nèi)滑動。在螺柱絲杠27另一端的端部安裝有限制頂尖22伸出長度的端蓋26。在殼體24上還設(shè)有吊環(huán)20，便于頂尖組件的吊裝。本實用新型的工作原理為使用時，首先將立臥動力頭和頂尖組件安裝在XY直線工作臺9上，連接板11上的定位塊與XY直線工作臺9上的定位槽配合定位后，將T型螺釘放入XY直線工作臺9的T型槽中，將XY直線工作臺9與連接板11固定。將工件放入三爪轉(zhuǎn)動卡盤14中，旋動夾緊螺釘，夾緊對心固定工件；然后，轉(zhuǎn)動頂尖壓緊手輪21，由于螺柱絲杠27軸向固定在殼體24上，螺柱絲杠27與頂尖22之間的相互旋轉(zhuǎn)運動將頂尖22推出，內(nèi)滑套28和頂尖22將一起推出；當(dāng)內(nèi)滑套28運動到極限時，將帶動外滑套29推出，從而實現(xiàn)頂尖22的頂緊。頂尖22前移找正中心并夾緊工件，然后將熔渣防護(hù)板放在焊縫的下方(目的1、防止熔渣掉到夾緊螺桿等夾具體上損傷夾具；2、使得電子束流完全穩(wěn)定后再進(jìn)行焊接)。最后，調(diào)整聚焦電流，使得電子束聚焦在工件表面，XY軸二維平臺和旋轉(zhuǎn)主軸13三軸聯(lián)動進(jìn)行焊接，可實現(xiàn)圓形焊縫和相貫線焊縫的焊接。本實用新型XY直線工作臺與驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)的立臥動力頭的伺服電機采用24V供電，轉(zhuǎn)動卡盤14、頂尖22等夾具體采用導(dǎo)電且不帶磁性的不銹鋼材料。
權(quán)利要求1.一種IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于包括XY軸二維平臺、立臥動力頭、轉(zhuǎn)動卡盤(14)及頂尖組件，其中XY軸二維平臺安裝在真空電子束焊機上，所述立臥動力頭及轉(zhuǎn)動卡盤(14)通過安裝座安裝在XY軸二維平臺的XY直線工作臺(9)上，轉(zhuǎn)動卡盤(14)安裝在安裝座上，并通過傳動裝置與立臥動力頭的輸出端相連接；所述頂尖組件安裝在XY直線工作臺(9)上，與所述轉(zhuǎn)動卡盤(14)相對，該頂尖組件包括頂尖壓緊手輪(21)、頂尖(22)、殼體(24)、螺柱絲杠(27)、內(nèi)滑套(28)及外滑套(29)，其中殼體(24 )安裝在XY直線工作臺(9 )上，頂尖壓緊手輪(21)轉(zhuǎn)動安裝在殼體(24 )的一側(cè)，所述螺柱絲杠(27)的一端與頂尖壓緊手輪(21)相連，另一端螺紋連接頂尖(22)，所述內(nèi)滑套(28)通過軸承連接在頂尖(22)外部、并隨頂尖(22)沿螺柱絲杠(27)軸向往復(fù)移動，所述外滑套(29)設(shè)在內(nèi)滑套(28)外部、并通過滑塊螺釘與內(nèi)滑套(28)連接，由內(nèi)滑套(28)帶動沿螺柱絲杠(27)軸向往復(fù)移動。
2.按權(quán)利要求1所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于所述殼體(24)為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，殼體(24)、外滑套(29)、內(nèi)滑套(28)及螺柱絲杠(27)由外向內(nèi)依次同心設(shè)置；所述外滑套(29)的內(nèi)壁及殼體(24)的內(nèi)壁分別沿軸向設(shè)有滑槽，內(nèi)滑套(28)及外滑套(29)上的滑塊螺釘分別在外滑套(29)內(nèi)壁上的滑槽、殼體(24)內(nèi)壁上的滑槽內(nèi)滑動。
3.按權(quán)利要求1所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于所述螺柱絲杠(27)另一端的端部安裝有限制頂尖(22)伸出長度的端蓋(26)。
4.按權(quán)利要求1所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于所述XY軸二維平臺包括X軸伺服電機(1)、X軸編碼器(2)、X軸絲杠(3)、X軸滑臺(4)、Y軸伺服電機(5)、Y軸編碼器(6)、Y軸絲杠(7)、Y軸滑臺(8)及XY直線工作臺(9)，其中Y軸伺服電機(5)的輸出軸連接有Y軸絲杠(7)，Y軸滑臺(8)安裝在與Y軸絲杠(7)螺紋連接的絲母上，所述Y軸伺服電機(5)上設(shè)有Y軸編碼器(6);所述X軸伺服電機(I)、X軸編碼器(2)、X軸絲杠(3)及X軸滑臺(4)隨Y軸滑臺(8)沿Y軸絲杠(7)往復(fù)移動，X軸伺服電機(I)的輸出軸連接有X軸絲杠(3)，X軸滑臺(4)安裝在與X軸絲杠(3)螺紋連接的絲母上，所述X軸伺服電機(I)上設(shè)有X軸編碼器(2);所述XY直線工作臺(9)安裝在X軸滑臺(4)上。
5.按權(quán)利要求1或4所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于所述立臥動力頭及頂尖組件通過連接板(11)安裝在XY直線工作臺(9)上，該連接板(11)與XY直線工作臺(9)之間通過定位槽與定位塊定位，并通過T型槽與T型螺釘夾緊固定。
6.按權(quán)利要求1所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于所述立臥動力頭包括伺服電機(16)、減速器(17)及編碼器(15)，其中伺服電機(16)及減速器(17)分別安裝在安裝座上，伺服電機(16)的輸出軸與減速器(17)相連，減速器(17)的輸出端通過傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動卡盤(14)旋轉(zhuǎn)；所述伺服電機(16)上安裝有編碼器(15)。
7.按權(quán)利要求1所述的IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，其特征在于夾持在轉(zhuǎn)動卡盤(14)上的被焊接工件具有隨XY軸二維平臺沿X軸、Y軸往復(fù)移動以及隨轉(zhuǎn)動卡盤(14)旋轉(zhuǎn)三個自由度。
專利摘要本實用新型屬于IC裝備真空電子束焊接領(lǐng)域，具體地說是一種IC裝備真空反應(yīng)腔冷卻水道真空電子束焊接夾具，包括XY軸二維平臺、立臥動力頭、轉(zhuǎn)動卡盤及頂尖組件，其中XY軸二維平臺安裝在真空電子束焊機上，所述立臥動力頭及轉(zhuǎn)動卡盤通過安裝座安裝在XY軸二維平臺的XY直線工作臺上，轉(zhuǎn)動卡盤安裝在安裝座上，并通過傳動裝置與立臥動力頭的輸出端相連接；夾持在轉(zhuǎn)動卡盤上的被焊接工件具有隨XY軸二維平臺沿X軸、Y軸往復(fù)移動以及隨轉(zhuǎn)動卡盤旋轉(zhuǎn)三個自由度。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、使用方便、成本低等優(yōu)點，在提高生產(chǎn)效率的同時，保證了焊接質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性。
文檔編號B23K37/04GK202894585SQ20122057404
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者喬紅超, 趙吉賓, 于彥鳳 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所