一種基于裝配的探針接觸片整體成型工藝

摘 要：針對某探針接觸片尺寸微小、加工與裝配難度大的特點，分析各成型工藝的優(yōu)劣，重點介紹了基于裝配的整體成型工藝技術(shù)方案，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，采用激光成型方法對多個零件進行整體成型加工。在后期裝配中使用專用焊接夾具進行整體焊接裝配?；谡w加工和裝配的工藝技術(shù)，保證了接觸片的加工精度以及裝配的位置公差要求，并提高了成品率與工作效率。

關(guān)鍵詞：接觸片；基于裝配；整體成型；整體焊接

引言

隨著毫米波測試儀器性能和頻率的不斷提升，其內(nèi)部微波電路及傳輸線的幾何尺寸逐漸縮小。由于微波電路和傳輸線對其微波性能指標有重要影響，因此對其成形精度及表面狀態(tài)要求越來越高。探針組件作為微波薄膜電路的測試附件，其工作頻率可達40GHz以上，探針組件依靠焊接在同軸電纜上的三個片狀彈性接觸片與電路接觸并保持一定的阻抗匹配實現(xiàn)測試信號的傳輸。其關(guān)鍵零件彈性接觸片特征尺寸極其微小，其尖端長度1.2mm，厚度0.05mm，寬度為0.05mm，間距0.05mm。為保證電性能指標，接觸片表面粗糙度要求全部為Ra0.8以下，同時三個接觸片與同軸電纜焊接后的相互位置公差要求也極高。因此符合設(shè)計要求的接觸片的成形及焊接組裝難度非常大。文中以此接觸片為例，對其成型工藝進行了綜合分析，重點對基于裝配的整體成型工藝進行了介紹。

1 接觸片特點分析

（1）尺寸微小。接觸片整體尺寸微小，而且形狀不規(guī)則，其厚度尺寸為0.05mm，寬度尺寸最寬為0.55mm，而前端接觸部分的最小寬度尺寸只有0.05mm，屬于典型的微細加工范疇。

（2）加工表面質(zhì)量要求高，設(shè)計要求其粗糙度全部為Ra0.8μm。

（3）后期焊接裝配難度大。由于接觸片最終需要焊接到電纜的外導體和內(nèi)導體上，而且焊接后各部分有位置公差要求，對稱度要求為0.02mm，要完成符合要求的焊接裝配難度非常大。

2 成型工藝分析

通過對接觸片特點的綜合分析，對于此接觸片的成型工藝，適合采用的有銑削加工工藝與線切割加工工藝，以及化學銑削加工工藝與激光加工工藝，以下就幾種加工工藝就行分析。

對于此類微小零件的加工，傳統(tǒng)的銑削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要選用較小的刀具進行加工，而加工過程中的各影響因素對微小零件的成型都有重要的影響。對于此接觸片的加工，由于獨立個體間的間距只有0.05mm，考慮到刀具的制作難度及加工過程，只能將3部分個體分別單獨加工，最后焊接時再單獨焊接。單獨加工個體相對容易，其尺寸精度也能夠保證，但要實現(xiàn)后期符合要求的焊接裝配則極其困難。

在線切割成型工藝中，可以采用個體分別單獨加工的方法成型，也可以考慮采用整體成型的加工方法。如果采用個體單獨加工，面臨的問題同樣是焊接裝配困難，而若采用整體成型加工方法，考慮到獨立個體的間距以及加工過程中放電因素的影響，使用的銅絲絲徑必須要小于0.03mm，這對機床的配置要求很高，而且對加工過程的穩(wěn)定性以及加工環(huán)境的要求同樣很高。

對于化學銑削工藝和激光加工工藝，個體單獨加工以及整體成型加工都適用。在化學銑削工藝中，考慮到接觸片前端接觸部分的最小寬度尺寸及長度尺寸，在加工中須采用雙面腐蝕銑削的方法，而且整個加工流程較為復雜。比較而言，激光加工工藝優(yōu)勢更大，加工方便，而且加工效率高。結(jié)合后期裝配的要求，采用激光進行整體成型加工最合適。

3 基于裝配的整體成型工藝技術(shù)

基于裝配的整體成型工藝技術(shù)，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，將零件成型加工與后期焊接裝配統(tǒng)籌考慮，使用皮秒激光加工機對多個零件進行激光整體成型加工。

3.1 整體方案設(shè)計

在接觸片的成型方案設(shè)計中，將3個獨立的個體組合成為一個整體，并設(shè)置輔助成型部分與之進行連接，其中個體的排布及間距按焊接后要求的最終尺寸進行排列，如圖3所示。圖中左側(cè)部分為輔助成型部分，其作用是配合焊接夾具方便后期焊接。在輔助成型部分設(shè)置兩個銷釘孔，與焊接夾具上的銷釘配合進行定位，而圖中所示尺寸L為預留的前端接觸部分的長度，大于接觸部分的最終長度。圖中虛線表示裝配后的切割線，焊接完成后，使用刀片沿此虛線進行切割，去掉左側(cè)的輔助成型部分，即得到焊接好的最終產(chǎn)品。

3.2 整體成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，結(jié)合后期表面處理的需求，可以采用整版排序的方式對零件進行排布，如圖4所示。相鄰兩個零件使用連線進行互連，并與基材相互連接，激光加工完成后非零件部分會自行脫落，而所需的零件則完整的保留下來。

按序排版不僅保證了加工的方便性，而且增加了表面處理的便捷性，也保證了零件鍍層的均勻性。而在零件的周轉(zhuǎn)過程中，整版零件周轉(zhuǎn)要比單一零件周轉(zhuǎn)安全、方便，在使用過程中則按需切割，不易造成零件的丟棄或損壞。

4 整體焊接裝配及后處理

在加工過程中，零件的尺寸精度能夠滿足設(shè)計要求，而基于裝配的整體加工成型方案，則保證了焊接后接觸片各獨立部分間的位置公差要求，因此重點需要解決的是如何將接觸片整體焊接到電纜內(nèi)外導體之上，并保證最終狀態(tài)符合設(shè)計要求。由于零件尺寸微小，電纜直徑也只有1.2mm，因此必須使用專用的焊接夾具保證焊接的效果及可靠性。

如圖5所示為一種專用焊接夾具，由4部分組成，分別為基座、定位板、壓板、切割板，相互之間通過設(shè)置的銷釘孔互相定位固定。在焊接時，首先將定位板裝入到基座上，然后將電纜放入到基座的凹槽中，并使用壓板進行預緊固，當電纜前端面接觸到定位板側(cè)表面時，將螺釘緊固，壓板便將電纜緊固到基座上。此時將裁下的接觸片以銷釘孔定位放到定位板上表面，并裝入切割板然后緊固，此時接觸片與電纜的相對位置即是焊接后最終的位置。當焊接完成后，用刀片沿切割板縫隙處將接觸片切斷，最后拆掉壓板，取下電纜。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能滿足設(shè)計要求，此時需要對截面進行研磨。研磨時同樣采用專用夾具，將最終的探針組件固定于研磨夾具中進行研磨。研磨完成后，可以對裁切截面進行二次閃鍍，解決裁切截面沒有鍍層的問題。

5 結(jié)束語

基于裝配的整體成型工藝方案，既保證了成型加工的方便性，又滿足了裝配所要求的位置公差要求，配合焊接夾具的使用，既方便了焊接操作，同時提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]鄧志平.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].成都：西南交通大學出版社，2004.

[2]官邦貴，劉頌豪，章毛連，等.精密激光加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].激光與紅外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，劉玉德，李慎龍.微小型零件的微細切削加工工藝研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2011（5）：93-97.

[4]劉克非，張之敬，周敏，等.復雜微小型零件的完整加工工藝分析[J].制造技術(shù)與機床，2007（7）：121-123.

作者簡介：趙秉玉（1984-），男，工程師，主要從事微波模塊結(jié)構(gòu)工藝工作。endprint

摘 要：針對某探針接觸片尺寸微小、加工與裝配難度大的特點，分析各成型工藝的優(yōu)劣，重點介紹了基于裝配的整體成型工藝技術(shù)方案，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，采用激光成型方法對多個零件進行整體成型加工。在后期裝配中使用專用焊接夾具進行整體焊接裝配?；谡w加工和裝配的工藝技術(shù)，保證了接觸片的加工精度以及裝配的位置公差要求，并提高了成品率與工作效率。

關(guān)鍵詞：接觸片；基于裝配；整體成型；整體焊接

引言

隨著毫米波測試儀器性能和頻率的不斷提升，其內(nèi)部微波電路及傳輸線的幾何尺寸逐漸縮小。由于微波電路和傳輸線對其微波性能指標有重要影響，因此對其成形精度及表面狀態(tài)要求越來越高。探針組件作為微波薄膜電路的測試附件，其工作頻率可達40GHz以上，探針組件依靠焊接在同軸電纜上的三個片狀彈性接觸片與電路接觸并保持一定的阻抗匹配實現(xiàn)測試信號的傳輸。其關(guān)鍵零件彈性接觸片特征尺寸極其微小，其尖端長度1.2mm，厚度0.05mm，寬度為0.05mm，間距0.05mm。為保證電性能指標，接觸片表面粗糙度要求全部為Ra0.8以下，同時三個接觸片與同軸電纜焊接后的相互位置公差要求也極高。因此符合設(shè)計要求的接觸片的成形及焊接組裝難度非常大。文中以此接觸片為例，對其成型工藝進行了綜合分析，重點對基于裝配的整體成型工藝進行了介紹。

1 接觸片特點分析

（1）尺寸微小。接觸片整體尺寸微小，而且形狀不規(guī)則，其厚度尺寸為0.05mm，寬度尺寸最寬為0.55mm，而前端接觸部分的最小寬度尺寸只有0.05mm，屬于典型的微細加工范疇。

（2）加工表面質(zhì)量要求高，設(shè)計要求其粗糙度全部為Ra0.8μm。

（3）后期焊接裝配難度大。由于接觸片最終需要焊接到電纜的外導體和內(nèi)導體上，而且焊接后各部分有位置公差要求，對稱度要求為0.02mm，要完成符合要求的焊接裝配難度非常大。

2 成型工藝分析

通過對接觸片特點的綜合分析，對于此接觸片的成型工藝，適合采用的有銑削加工工藝與線切割加工工藝，以及化學銑削加工工藝與激光加工工藝，以下就幾種加工工藝就行分析。

對于此類微小零件的加工，傳統(tǒng)的銑削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要選用較小的刀具進行加工，而加工過程中的各影響因素對微小零件的成型都有重要的影響。對于此接觸片的加工，由于獨立個體間的間距只有0.05mm，考慮到刀具的制作難度及加工過程，只能將3部分個體分別單獨加工，最后焊接時再單獨焊接。單獨加工個體相對容易，其尺寸精度也能夠保證，但要實現(xiàn)后期符合要求的焊接裝配則極其困難。

在線切割成型工藝中，可以采用個體分別單獨加工的方法成型，也可以考慮采用整體成型的加工方法。如果采用個體單獨加工，面臨的問題同樣是焊接裝配困難，而若采用整體成型加工方法，考慮到獨立個體的間距以及加工過程中放電因素的影響，使用的銅絲絲徑必須要小于0.03mm，這對機床的配置要求很高，而且對加工過程的穩(wěn)定性以及加工環(huán)境的要求同樣很高。

對于化學銑削工藝和激光加工工藝，個體單獨加工以及整體成型加工都適用。在化學銑削工藝中，考慮到接觸片前端接觸部分的最小寬度尺寸及長度尺寸，在加工中須采用雙面腐蝕銑削的方法，而且整個加工流程較為復雜。比較而言，激光加工工藝優(yōu)勢更大，加工方便，而且加工效率高。結(jié)合后期裝配的要求，采用激光進行整體成型加工最合適。

3 基于裝配的整體成型工藝技術(shù)

基于裝配的整體成型工藝技術(shù)，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，將零件成型加工與后期焊接裝配統(tǒng)籌考慮，使用皮秒激光加工機對多個零件進行激光整體成型加工。

3.1 整體方案設(shè)計

在接觸片的成型方案設(shè)計中，將3個獨立的個體組合成為一個整體，并設(shè)置輔助成型部分與之進行連接，其中個體的排布及間距按焊接后要求的最終尺寸進行排列，如圖3所示。圖中左側(cè)部分為輔助成型部分，其作用是配合焊接夾具方便后期焊接。在輔助成型部分設(shè)置兩個銷釘孔，與焊接夾具上的銷釘配合進行定位，而圖中所示尺寸L為預留的前端接觸部分的長度，大于接觸部分的最終長度。圖中虛線表示裝配后的切割線，焊接完成后，使用刀片沿此虛線進行切割，去掉左側(cè)的輔助成型部分，即得到焊接好的最終產(chǎn)品。

3.2 整體成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，結(jié)合后期表面處理的需求，可以采用整版排序的方式對零件進行排布，如圖4所示。相鄰兩個零件使用連線進行互連，并與基材相互連接，激光加工完成后非零件部分會自行脫落，而所需的零件則完整的保留下來。

按序排版不僅保證了加工的方便性，而且增加了表面處理的便捷性，也保證了零件鍍層的均勻性。而在零件的周轉(zhuǎn)過程中，整版零件周轉(zhuǎn)要比單一零件周轉(zhuǎn)安全、方便，在使用過程中則按需切割，不易造成零件的丟棄或損壞。

4 整體焊接裝配及后處理

在加工過程中，零件的尺寸精度能夠滿足設(shè)計要求，而基于裝配的整體加工成型方案，則保證了焊接后接觸片各獨立部分間的位置公差要求，因此重點需要解決的是如何將接觸片整體焊接到電纜內(nèi)外導體之上，并保證最終狀態(tài)符合設(shè)計要求。由于零件尺寸微小，電纜直徑也只有1.2mm，因此必須使用專用的焊接夾具保證焊接的效果及可靠性。

如圖5所示為一種專用焊接夾具，由4部分組成，分別為基座、定位板、壓板、切割板，相互之間通過設(shè)置的銷釘孔互相定位固定。在焊接時，首先將定位板裝入到基座上，然后將電纜放入到基座的凹槽中，并使用壓板進行預緊固，當電纜前端面接觸到定位板側(cè)表面時，將螺釘緊固，壓板便將電纜緊固到基座上。此時將裁下的接觸片以銷釘孔定位放到定位板上表面，并裝入切割板然后緊固，此時接觸片與電纜的相對位置即是焊接后最終的位置。當焊接完成后，用刀片沿切割板縫隙處將接觸片切斷，最后拆掉壓板，取下電纜。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能滿足設(shè)計要求，此時需要對截面進行研磨。研磨時同樣采用專用夾具，將最終的探針組件固定于研磨夾具中進行研磨。研磨完成后，可以對裁切截面進行二次閃鍍，解決裁切截面沒有鍍層的問題。

5 結(jié)束語

基于裝配的整體成型工藝方案，既保證了成型加工的方便性，又滿足了裝配所要求的位置公差要求，配合焊接夾具的使用，既方便了焊接操作，同時提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]鄧志平.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].成都：西南交通大學出版社，2004.

[2]官邦貴，劉頌豪，章毛連，等.精密激光加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].激光與紅外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，劉玉德，李慎龍.微小型零件的微細切削加工工藝研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2011（5）：93-97.

[4]劉克非，張之敬，周敏，等.復雜微小型零件的完整加工工藝分析[J].制造技術(shù)與機床，2007（7）：121-123.

作者簡介：趙秉玉（1984-），男，工程師，主要從事微波模塊結(jié)構(gòu)工藝工作。endprint

摘 要：針對某探針接觸片尺寸微小、加工與裝配難度大的特點，分析各成型工藝的優(yōu)劣，重點介紹了基于裝配的整體成型工藝技術(shù)方案，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，采用激光成型方法對多個零件進行整體成型加工。在后期裝配中使用專用焊接夾具進行整體焊接裝配。基于整體加工和裝配的工藝技術(shù)，保證了接觸片的加工精度以及裝配的位置公差要求，并提高了成品率與工作效率。

關(guān)鍵詞：接觸片；基于裝配；整體成型；整體焊接

引言

隨著毫米波測試儀器性能和頻率的不斷提升，其內(nèi)部微波電路及傳輸線的幾何尺寸逐漸縮小。由于微波電路和傳輸線對其微波性能指標有重要影響，因此對其成形精度及表面狀態(tài)要求越來越高。探針組件作為微波薄膜電路的測試附件，其工作頻率可達40GHz以上，探針組件依靠焊接在同軸電纜上的三個片狀彈性接觸片與電路接觸并保持一定的阻抗匹配實現(xiàn)測試信號的傳輸。其關(guān)鍵零件彈性接觸片特征尺寸極其微小，其尖端長度1.2mm，厚度0.05mm，寬度為0.05mm，間距0.05mm。為保證電性能指標，接觸片表面粗糙度要求全部為Ra0.8以下，同時三個接觸片與同軸電纜焊接后的相互位置公差要求也極高。因此符合設(shè)計要求的接觸片的成形及焊接組裝難度非常大。文中以此接觸片為例，對其成型工藝進行了綜合分析，重點對基于裝配的整體成型工藝進行了介紹。

1 接觸片特點分析

（1）尺寸微小。接觸片整體尺寸微小，而且形狀不規(guī)則，其厚度尺寸為0.05mm，寬度尺寸最寬為0.55mm，而前端接觸部分的最小寬度尺寸只有0.05mm，屬于典型的微細加工范疇。

（2）加工表面質(zhì)量要求高，設(shè)計要求其粗糙度全部為Ra0.8μm。

（3）后期焊接裝配難度大。由于接觸片最終需要焊接到電纜的外導體和內(nèi)導體上，而且焊接后各部分有位置公差要求，對稱度要求為0.02mm，要完成符合要求的焊接裝配難度非常大。

2 成型工藝分析

通過對接觸片特點的綜合分析，對于此接觸片的成型工藝，適合采用的有銑削加工工藝與線切割加工工藝，以及化學銑削加工工藝與激光加工工藝，以下就幾種加工工藝就行分析。

對于此類微小零件的加工，傳統(tǒng)的銑削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要選用較小的刀具進行加工，而加工過程中的各影響因素對微小零件的成型都有重要的影響。對于此接觸片的加工，由于獨立個體間的間距只有0.05mm，考慮到刀具的制作難度及加工過程，只能將3部分個體分別單獨加工，最后焊接時再單獨焊接。單獨加工個體相對容易，其尺寸精度也能夠保證，但要實現(xiàn)后期符合要求的焊接裝配則極其困難。

在線切割成型工藝中，可以采用個體分別單獨加工的方法成型，也可以考慮采用整體成型的加工方法。如果采用個體單獨加工，面臨的問題同樣是焊接裝配困難，而若采用整體成型加工方法，考慮到獨立個體的間距以及加工過程中放電因素的影響，使用的銅絲絲徑必須要小于0.03mm，這對機床的配置要求很高，而且對加工過程的穩(wěn)定性以及加工環(huán)境的要求同樣很高。

對于化學銑削工藝和激光加工工藝，個體單獨加工以及整體成型加工都適用。在化學銑削工藝中，考慮到接觸片前端接觸部分的最小寬度尺寸及長度尺寸，在加工中須采用雙面腐蝕銑削的方法，而且整個加工流程較為復雜。比較而言，激光加工工藝優(yōu)勢更大，加工方便，而且加工效率高。結(jié)合后期裝配的要求，采用激光進行整體成型加工最合適。

3 基于裝配的整體成型工藝技術(shù)

基于裝配的整體成型工藝技術(shù)，即基于裝配關(guān)系及相對位置要求，將零件成型加工與后期焊接裝配統(tǒng)籌考慮，使用皮秒激光加工機對多個零件進行激光整體成型加工。

3.1 整體方案設(shè)計

在接觸片的成型方案設(shè)計中，將3個獨立的個體組合成為一個整體，并設(shè)置輔助成型部分與之進行連接，其中個體的排布及間距按焊接后要求的最終尺寸進行排列，如圖3所示。圖中左側(cè)部分為輔助成型部分，其作用是配合焊接夾具方便后期焊接。在輔助成型部分設(shè)置兩個銷釘孔，與焊接夾具上的銷釘配合進行定位，而圖中所示尺寸L為預留的前端接觸部分的長度，大于接觸部分的最終長度。圖中虛線表示裝配后的切割線，焊接完成后，使用刀片沿此虛線進行切割，去掉左側(cè)的輔助成型部分，即得到焊接好的最終產(chǎn)品。

3.2 整體成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，結(jié)合后期表面處理的需求，可以采用整版排序的方式對零件進行排布，如圖4所示。相鄰兩個零件使用連線進行互連，并與基材相互連接，激光加工完成后非零件部分會自行脫落，而所需的零件則完整的保留下來。

按序排版不僅保證了加工的方便性，而且增加了表面處理的便捷性，也保證了零件鍍層的均勻性。而在零件的周轉(zhuǎn)過程中，整版零件周轉(zhuǎn)要比單一零件周轉(zhuǎn)安全、方便，在使用過程中則按需切割，不易造成零件的丟棄或損壞。

4 整體焊接裝配及后處理

在加工過程中，零件的尺寸精度能夠滿足設(shè)計要求，而基于裝配的整體加工成型方案，則保證了焊接后接觸片各獨立部分間的位置公差要求，因此重點需要解決的是如何將接觸片整體焊接到電纜內(nèi)外導體之上，并保證最終狀態(tài)符合設(shè)計要求。由于零件尺寸微小，電纜直徑也只有1.2mm，因此必須使用專用的焊接夾具保證焊接的效果及可靠性。

如圖5所示為一種專用焊接夾具，由4部分組成，分別為基座、定位板、壓板、切割板，相互之間通過設(shè)置的銷釘孔互相定位固定。在焊接時，首先將定位板裝入到基座上，然后將電纜放入到基座的凹槽中，并使用壓板進行預緊固，當電纜前端面接觸到定位板側(cè)表面時，將螺釘緊固，壓板便將電纜緊固到基座上。此時將裁下的接觸片以銷釘孔定位放到定位板上表面，并裝入切割板然后緊固，此時接觸片與電纜的相對位置即是焊接后最終的位置。當焊接完成后，用刀片沿切割板縫隙處將接觸片切斷，最后拆掉壓板，取下電纜。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能滿足設(shè)計要求，此時需要對截面進行研磨。研磨時同樣采用專用夾具，將最終的探針組件固定于研磨夾具中進行研磨。研磨完成后，可以對裁切截面進行二次閃鍍，解決裁切截面沒有鍍層的問題。

5 結(jié)束語

基于裝配的整體成型工藝方案，既保證了成型加工的方便性，又滿足了裝配所要求的位置公差要求，配合焊接夾具的使用，既方便了焊接操作，同時提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]鄧志平.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].成都：西南交通大學出版社，2004.

[2]官邦貴，劉頌豪，章毛連，等.精密激光加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].激光與紅外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，劉玉德，李慎龍.微小型零件的微細切削加工工藝研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2011（5）：93-97.

[4]劉克非，張之敬，周敏，等.復雜微小型零件的完整加工工藝分析[J].制造技術(shù)與機床，2007（7）：121-123.

作者簡介：趙秉玉（1984-），男，工程師，主要從事微波模塊結(jié)構(gòu)工藝工作。endprint