某粘結成型工裝的整體設計和加工工藝

屈彥杰

(中國電子科技集團公司第二十研究所 工藝室，陜西 西安710068)

某項目中新型復合材料粘結結構由玻璃及塑料墊層材料構成，各層間利用固定膠粘結。整個結構體積狹長，長2.8米，寬66毫米，高270毫米，要求保持各透鏡單元位置直線度的情況下對兩層共64塊單元進行粘結，徒手粘結幾乎不可能，需設計、加工粘結裝配工裝幫助工人們完成操作。

該復合材料粘結結構由邊支撐板，線路帶、中間支撐板、上下反射板、中反射板組成，如圖1。

圖1 透鏡單元復合材料粘結結構

1 設計加工難點

（1）整套透鏡的復合材料粘結結構長2800毫米，寬66毫米，高270毫米，體積狹長，剛度不易保持，內部塞入透鏡單元組合后，工裝中部會略微隆起，會導致整套粘結結構整體平面度無法達到要求；

（2）工裝放置透鏡粘結體的凹槽較深，工人的手無法深入內部進行涂抹、粘結等操作；

（3）用固定膠進行粘結透鏡單元的操作后，工裝不易拆卸；

（4）工裝體積較大，用金屬料加工后重量較重。

（5）透鏡單元面積2800×66的平面度要求達到0.3，要求較高，但反射板由非剛性材料構成，易產生彎曲變形。

2 工裝結構設計

考慮到重量問題，整套工裝采用密度較小的鋁板（2A12 T4）材料組成，腔體結構，由腔體，助壓桿，吊環三部分構成。

圖2 工裝結構圖

腔體由5塊鋁板加工、螺栓連接而成，分別是1塊底座，2塊側板，2塊堵頭。出于減輕重量的考慮，2塊側板共銑削出16個減輕槽。為了后期便于拆卸，采用螺栓連接。

助壓桿由壓板、螺紋桿、直桿（圖2中3、4、5）組成，主要用于每層透鏡單元與塑料墊層粘結后壓實各層。由于腔體寬度僅66mm，徒手無法深入進行各層的壓實操作，因此設計助壓桿伸入腔體進行壓實。助壓桿由直桿、螺紋桿、壓板構成。直桿與螺紋桿焊接而成，螺紋桿與壓板直接螺紋連接。

吊環主要用于對整套工裝用起重機進行起吊轉運操作。

3 工裝工作過程

首先利用桁吊將整套工裝轉移至操作平臺，將粘結結構的中反射板卡在工裝兩堵頭的缺口處，將上下反射板嵌入腔體兩側，三處反射板將工裝腔體分為兩個腔體。將中間支撐板嵌入其中一側腔體，并在其上面及兩側涂抹固定膠，用助壓桿將透鏡單元壓入底部。緊接著將線路帶上面涂抹固定膠，再用助壓桿將其壓入底部的透鏡單元上面。在腔體另一側進行相同操作，從而保證中反射板不致彎曲變形。如此反復，將所有透鏡單元和塑料墊層全部在腔體內粘結成型。

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放置數天，等待整套透鏡的復合材料粘結結構固定成型，拆卸螺釘，取出成型結構，用于該項目某型產品的試驗。

4 主要部件工藝過程設計

底座：

備料→鉗工去毛刺→粗銑六方→退火→精銑六方到尺寸，保證平面度0.3、粗糙度1.6→鉗工鉆孔攻絲

側板：

備料→鉗工去毛刺→粗銑六方和8處減輕槽→退火→半粗銑六方→退火→精銑六方到尺寸，保證平面度0.3、粗糙度1.6→鉗工鉆孔

堵頭：

定位壓板：

備料→鉗工去毛刺→銑六方→退火→精銑六方→鉗工去毛刺→慢走絲線切割3處槽，保證尺寸15.3±0.05，2.5±0.03，粗糙度0.8

5 加工及操作過程中遇到的問題

工裝側板及底座加工面積較大，尺寸精度及光滑度要求較高，不易加工；加工過程中容易產生收縮應力。因此在加工過程中首先采用大型龍門刨床進行粗刨，熱處理后采用精刨，可以達到尺寸要求并減小應力。

在操作過程中，由于反射板長度較長而剛性不足，容易產生板彎曲變形，無法準確定位各層位置，可能使整個結構產生偏心。因此，設計了4個定位壓板，均勻夾裝固定在腔體上側，成功消除了反射板的彎曲變形。

6 結束語

此工裝的設計加工完成為該項目某型產品的工程化工作提供一定的基礎成型的部件，在該產品的試驗、生產過程中取得了良好的應用效果。

［1］塑料工裝設計手冊編寫組.塑料工裝設計手冊[S].北京：機械工業出版社，2002.