某粘结成型工装的整体设计和加工工艺

屈彦杰

(中国电子科技集团公司第二十研究所 工艺室，陕西 西安710068)

某项目中新型复合材料粘结结构由玻璃及塑料垫层材料构成，各层间利用固定胶粘结。整个结构体积狭长，长2.8米，宽66毫米，高270毫米，要求保持各透镜单元位置直线度的情况下对两层共64块单元进行粘结，徒手粘结几乎不可能，需设计、加工粘结装配工装帮助工人们完成操作。

该复合材料粘结结构由边支撑板，线路带、中间支撑板、上下反射板、中反射板组成，如图1。

图1 透镜单元复合材料粘结结构

1 设计加工难点

（1）整套透镜的复合材料粘结结构长2800毫米，宽66毫米，高270毫米，体积狭长，刚度不易保持，内部塞入透镜单元组合后，工装中部会略微隆起，会导致整套粘结结构整体平面度无法达到要求；

（2）工装放置透镜粘结体的凹槽较深，工人的手无法深入内部进行涂抹、粘结等操作；

（3）用固定胶进行粘结透镜单元的操作后，工装不易拆卸；

（4）工装体积较大，用金属料加工后重量较重。

（5）透镜单元面积2800×66的平面度要求达到0.3，要求较高，但反射板由非刚性材料构成，易产生弯曲变形。

2 工装结构设计

考虑到重量问题，整套工装采用密度较小的铝板（2A12 T4）材料组成，腔体结构，由腔体，助压杆，吊环三部分构成。

图2 工装结构图

腔体由5块铝板加工、螺栓连接而成，分别是1块底座，2块侧板，2块堵头。出于减轻重量的考虑，2块侧板共铣削出16个减轻槽。为了后期便于拆卸，采用螺栓连接。

助压杆由压板、螺纹杆、直杆（图2中3、4、5）组成，主要用于每层透镜单元与塑料垫层粘结后压实各层。由于腔体宽度仅66mm，徒手无法深入进行各层的压实操作，因此设计助压杆伸入腔体进行压实。助压杆由直杆、螺纹杆、压板构成。直杆与螺纹杆焊接而成，螺纹杆与压板直接螺纹连接。

吊环主要用于对整套工装用起重机进行起吊转运操作。

3 工装工作过程

首先利用桁吊将整套工装转移至操作平台，将粘结结构的中反射板卡在工装两堵头的缺口处，将上下反射板嵌入腔体两侧，三处反射板将工装腔体分为两个腔体。将中间支撑板嵌入其中一侧腔体，并在其上面及两侧涂抹固定胶，用助压杆将透镜单元压入底部。紧接着将线路带上面涂抹固定胶，再用助压杆将其压入底部的透镜单元上面。在腔体另一侧进行相同操作，从而保证中反射板不致弯曲变形。如此反复，将所有透镜单元和塑料垫层全部在腔体内粘结成型。

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放置数天，等待整套透镜的复合材料粘结结构固定成型，拆卸螺钉，取出成型结构，用于该项目某型产品的试验。

4 主要部件工艺过程设计

底座：

备料→钳工去毛刺→粗铣六方→退火→精铣六方到尺寸，保证平面度0.3、粗糙度1.6→钳工钻孔攻丝

侧板：

备料→钳工去毛刺→粗铣六方和8处减轻槽→退火→半粗铣六方→退火→精铣六方到尺寸，保证平面度0.3、粗糙度1.6→钳工钻孔

堵头：

定位压板：

备料→钳工去毛刺→铣六方→退火→精铣六方→钳工去毛刺→慢走丝线切割3处槽，保证尺寸15.3±0.05，2.5±0.03，粗糙度0.8

5 加工及操作过程中遇到的问题

工装侧板及底座加工面积较大，尺寸精度及光滑度要求较高，不易加工；加工过程中容易产生收缩应力。因此在加工过程中首先采用大型龙门刨床进行粗刨，热处理后采用精刨，可以达到尺寸要求并减小应力。

在操作过程中，由于反射板长度较长而刚性不足，容易产生板弯曲变形，无法准确定位各层位置，可能使整个结构产生偏心。因此，设计了4个定位压板，均匀夹装固定在腔体上侧，成功消除了反射板的弯曲变形。

6 结束语

此工装的设计加工完成为该项目某型产品的工程化工作提供一定的基础成型的部件，在该产品的试验、生产过程中取得了良好的应用效果。

［1］塑料工装设计手册编写组.塑料工装设计手册[S].北京：机械工业出版社，2002.