图腾机柜是雷达产品电子设备中不可缺少的组成部分,数量众多,且有较高的加工精度和装配要求。在实际生产过程中,由于加工和装配过程中产生的误差,经常需要采用实体机箱、机架配对手工修整,互换性较差,不利于批量生产和后期维护。文中分析了误差产生的原因,遵循互换性原则,提出了工艺改进方案,设计了专用工装,保证了机柜装配质量。

机柜装配工艺性分析

1.1机柜结构简介电子机柜通常由机箱和机架装配而成,结构如图1所示。其中,机架主要通过铸造成形或型材铆接、焊接而成,机箱通过导轨插入机架,并利用定位销定位,松不脱螺钉进行固定,要求机箱在机架中插拔自如、间隙均匀。

1.2存在的问题及原因分析保证机柜装配质量的关键在于导轨、定位销、松不脱螺钉安装孔相互间的位置准确,。机柜装配关键要素图在机柜装配过程中,由于机架及机箱的加工误差、装配中产生变形和手工装配误差,容易产生如下问题:两定位销之间存在尺寸及位置偏差;两定位销中心线平面与导轨工作面平面存在尺寸及位置偏差;两定位销中心线平面与机架前平面垂直度误差;两定位销与机箱上定位销孔存在尺寸及位置偏差;两松不脱螺钉安装孔之间存在尺寸及位置偏差;两定位销中心线与松不脱螺钉安装孔中心线不重合;导轨工作面与两松不脱螺钉安装孔中心存在尺寸及位置偏差。由于以上的问题存在,导致机柜装配时,机箱插拔不自如甚至无法安装;在使用过程中,松不脱螺钉由于安装倾斜易发生剪断事故。

装配工艺及工艺装置方案设计通过上述分析,必须减小机架及机箱加工误差的影响,保证机架和机箱尺寸的一致性,保证装配精度,因此,可以考虑提高机架及机箱的加工精度、利用工装加工及装配替代手工修整装配的途径来解决。

2.1提高机架及机箱的加工精度机柜装配时出现的各种问题,主要是由于机架及机箱加工时出现了加工误差,而正是由于这些可能引起叠加的误差,直接导致了装配问题。如提高机架及机箱的加工精度,通过控制零件加工精度来实现装配精度,则完全可行。但从机柜简图上可以看到,涉及到装配精度的尺寸较多,如直接通过提高机架及机箱的加工精度来满足装配要求,通过尺寸链可以计算出,其机架及机箱的尺寸精度、形状和位置精度要求很高,甚至达到微米级,极大地增加了制造成本。

2.2利用工艺装置进行加工及装配为了既减少机架及机箱的加工成本,又达到机架机箱装配的互换性,特别是在批生产中,如使用工艺装置来进行机架及机箱的加工和装配,则完全可以达到要求。针对机柜装配出现的问题,通过分析产生问题的原因,根据互换性原则,我们可采用以下工艺方案来满足机柜的装配要求。

2.2.1机架的加工及装配机架的加工及装配主要包含:两松不脱螺钉孔的加工、导轨的装配及定位销的装配。根据机柜的使用特点及装配要求,我们采用设计模拟机箱的工艺装置,进行两松不脱螺钉孔的加工及机架的装配。

机架加工及装配工装导轨是通过铆接连结在机架上,定位销是通过过渡件连结在机架上。使用该装置时,导轨定位板保证了两导轨之间的距离,定位销定位板保证了两定位销的距离,钻模板控制松不脱螺钉孔的尺寸精度及位置精度。装置设计时,通过加工及装配保证了导轨定位板、定位销定位板、钻模板相互间的尺寸及位置精度,因此,也同样保证了机架的装配要求。

2.2.2机箱的加工根据机柜的使用特点及装配要求,我们采用设计模拟机架的工艺装置,进行两松不脱螺钉孔的加工及定位销孔的加工,保证与机架上松不脱螺钉孔、定位销位置尺寸一致。机箱加工工装通过上述两工艺装置的设计使用,保证了每个机架及机箱的尺寸一致性。另外,两工艺装置实施配套设计,配套加工,保证了机架和机箱相互装配尺寸的同一,既满足了机架和机箱的装配要求,又实现了互换性。

2.3运用工艺装置进行检验由于机架和机箱的装配尺寸及位置要求处于三维空间,给正常的检验带来了困难,特别是在批生产中,通过分析,我们模拟机架和机箱,同时设计了机架和机箱的检验工装,保证了机柜装配的顺利。该检验工装的结构与图3及图4类似,这里就不再叙述。

结论通过上述机柜优化工艺方案的实施,工艺装置的设计使用,保证了机架和机箱装配尺寸的一致性和互换性,解决了机柜装配困难问题,提高了生产效率,保证了装配质量,特别适用于大批量生产。