一种基于装配的探针接触片整体成型工艺

摘 要：针对某探针接触片尺寸微小、加工与装配难度大的特点，分析各成型工艺的优劣，重点介绍了基于装配的整体成型工艺技术方案，即基于装配关系及相对位置要求，采用激光成型方法对多个零件进行整体成型加工。在后期装配中使用专用焊接夹具进行整体焊接装配。基于整体加工和装配的工艺技术，保证了接触片的加工精度以及装配的位置公差要求，并提高了成品率与工作效率。

关键词：接触片；基于装配；整体成型；整体焊接

引言

随着毫米波测试仪器性能和频率的不断提升，其内部微波电路及传输线的几何尺寸逐渐缩小。由于微波电路和传输线对其微波性能指标有重要影响，因此对其成形精度及表面状态要求越来越高。探针组件作为微波薄膜电路的测试附件，其工作频率可达40GHz以上，探针组件依靠焊接在同轴电缆上的三个片状弹性接触片与电路接触并保持一定的阻抗匹配实现测试信号的传输。其关键零件弹性接触片特征尺寸极其微小，其尖端长度1.2mm，厚度0.05mm，宽度为0.05mm，间距0.05mm。为保证电性能指标，接触片表面粗糙度要求全部为Ra0.8以下，同时三个接触片与同轴电缆焊接后的相互位置公差要求也极高。因此符合设计要求的接触片的成形及焊接组装难度非常大。文中以此接触片为例，对其成型工艺进行了综合分析，重点对基于装配的整体成型工艺进行了介绍。

1 接触片特点分析

（1）尺寸微小。接触片整体尺寸微小，而且形状不规则，其厚度尺寸为0.05mm，宽度尺寸最宽为0.55mm，而前端接触部分的最小宽度尺寸只有0.05mm，属于典型的微细加工范畴。

（2）加工表面质量要求高，设计要求其粗糙度全部为Ra0.8μm。

（3）后期焊接装配难度大。由于接触片最终需要焊接到电缆的外导体和内导体上，而且焊接后各部分有位置公差要求，对称度要求为0.02mm，要完成符合要求的焊接装配难度非常大。

2 成型工艺分析

通过对接触片特点的综合分析，对于此接触片的成型工艺，适合采用的有铣削加工工艺与线切割加工工艺，以及化学铣削加工工艺与激光加工工艺，以下就几种加工工艺就行分析。

对于此类微小零件的加工，传统的铣削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要选用较小的刀具进行加工，而加工过程中的各影响因素对微小零件的成型都有重要的影响。对于此接触片的加工，由于独立个体间的间距只有0.05mm，考虑到刀具的制作难度及加工过程，只能将3部分个体分别单独加工，最后焊接时再单独焊接。单独加工个体相对容易，其尺寸精度也能够保证，但要实现后期符合要求的焊接装配则极其困难。

在线切割成型工艺中，可以采用个体分别单独加工的方法成型，也可以考虑采用整体成型的加工方法。如果采用个体单独加工，面临的问题同样是焊接装配困难，而若采用整体成型加工方法，考虑到独立个体的间距以及加工过程中放电因素的影响，使用的铜丝丝径必须要小于0.03mm，这对机床的配置要求很高，而且对加工过程的稳定性以及加工环境的要求同样很高。

对于化学铣削工艺和激光加工工艺，个体单独加工以及整体成型加工都适用。在化学铣削工艺中，考虑到接触片前端接触部分的最小宽度尺寸及长度尺寸，在加工中须采用双面腐蚀铣削的方法，而且整个加工流程较为复杂。比较而言，激光加工工艺优势更大，加工方便，而且加工效率高。结合后期装配的要求，采用激光进行整体成型加工最合适。

3 基于装配的整体成型工艺技术

基于装配的整体成型工艺技术，即基于装配关系及相对位置要求，将零件成型加工与后期焊接装配统筹考虑，使用皮秒激光加工机对多个零件进行激光整体成型加工。

3.1 整体方案设计

在接触片的成型方案设计中，将3个独立的个体组合成为一个整体，并设置辅助成型部分与之进行连接，其中个体的排布及间距按焊接后要求的最终尺寸进行排列，如图3所示。图中左侧部分为辅助成型部分，其作用是配合焊接夹具方便后期焊接。在辅助成型部分设置两个销钉孔，与焊接夹具上的销钉配合进行定位，而图中所示尺寸L为预留的前端接触部分的长度，大于接触部分的最终长度。图中虚线表示装配后的切割线，焊接完成后，使用刀片沿此虚线进行切割，去掉左侧的辅助成型部分，即得到焊接好的最终产品。

3.2 整体成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，结合后期表面处理的需求，可以采用整版排序的方式对零件进行排布，如图4所示。相邻两个零件使用连线进行互连，并与基材相互连接，激光加工完成后非零件部分会自行脱落，而所需的零件则完整的保留下来。

按序排版不仅保证了加工的方便性，而且增加了表面处理的便捷性，也保证了零件镀层的均匀性。而在零件的周转过程中，整版零件周转要比单一零件周转安全、方便，在使用过程中则按需切割，不易造成零件的丢弃或损坏。

4 整体焊接装配及后处理

在加工过程中，零件的尺寸精度能够满足设计要求，而基于装配的整体加工成型方案，则保证了焊接后接触片各独立部分间的位置公差要求，因此重点需要解决的是如何将接触片整体焊接到电缆内外导体之上，并保证最终状态符合设计要求。由于零件尺寸微小，电缆直径也只有1.2mm，因此必须使用专用的焊接夹具保证焊接的效果及可靠性。

如图5所示为一种专用焊接夹具，由4部分组成，分别为基座、定位板、压板、切割板，相互之间通过设置的销钉孔互相定位固定。在焊接时，首先将定位板装入到基座上，然后将电缆放入到基座的凹槽中，并使用压板进行预紧固，当电缆前端面接触到定位板侧表面时，将螺钉紧固，压板便将电缆紧固到基座上。此时将裁下的接触片以销钉孔定位放到定位板上表面，并装入切割板然后紧固，此时接触片与电缆的相对位置即是焊接后最终的位置。当焊接完成后，用刀片沿切割板缝隙处将接触片切断，最后拆掉压板，取下电缆。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能满足设计要求，此时需要对截面进行研磨。研磨时同样采用专用夹具，将最终的探针组件固定于研磨夹具中进行研磨。研磨完成后，可以对裁切截面进行二次闪镀，解决裁切截面没有镀层的问题。

5 结束语

基于装配的整体成型工艺方案，既保证了成型加工的方便性，又满足了装配所要求的位置公差要求，配合焊接夹具的使用，既方便了焊接操作，同时提高了生产效率。

参考文献

[1]邓志平.机械制造技术基础[M].成都：西南交通大学出版社，2004.

[2]官邦贵，刘颂豪，章毛连，等.精密激光加工技术应用现状与发展趋势[J].激光与红外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，刘玉德，李慎龙.微小型零件的微细切削加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术，2011（5）：93-97.

[4]刘克非，张之敬，周敏，等.复杂微小型零件的完整加工工艺分析[J].制造技术与机床，2007（7）：121-123.

作者简介：赵秉玉（1984-），男，工程师，主要从事微波模块结构工艺工作。endprint

摘 要：针对某探针接触片尺寸微小、加工与装配难度大的特点，分析各成型工艺的优劣，重点介绍了基于装配的整体成型工艺技术方案，即基于装配关系及相对位置要求，采用激光成型方法对多个零件进行整体成型加工。在后期装配中使用专用焊接夹具进行整体焊接装配。基于整体加工和装配的工艺技术，保证了接触片的加工精度以及装配的位置公差要求，并提高了成品率与工作效率。

关键词：接触片；基于装配；整体成型；整体焊接

引言

随着毫米波测试仪器性能和频率的不断提升，其内部微波电路及传输线的几何尺寸逐渐缩小。由于微波电路和传输线对其微波性能指标有重要影响，因此对其成形精度及表面状态要求越来越高。探针组件作为微波薄膜电路的测试附件，其工作频率可达40GHz以上，探针组件依靠焊接在同轴电缆上的三个片状弹性接触片与电路接触并保持一定的阻抗匹配实现测试信号的传输。其关键零件弹性接触片特征尺寸极其微小，其尖端长度1.2mm，厚度0.05mm，宽度为0.05mm，间距0.05mm。为保证电性能指标，接触片表面粗糙度要求全部为Ra0.8以下，同时三个接触片与同轴电缆焊接后的相互位置公差要求也极高。因此符合设计要求的接触片的成形及焊接组装难度非常大。文中以此接触片为例，对其成型工艺进行了综合分析，重点对基于装配的整体成型工艺进行了介绍。

1 接触片特点分析

（1）尺寸微小。接触片整体尺寸微小，而且形状不规则，其厚度尺寸为0.05mm，宽度尺寸最宽为0.55mm，而前端接触部分的最小宽度尺寸只有0.05mm，属于典型的微细加工范畴。

（2）加工表面质量要求高，设计要求其粗糙度全部为Ra0.8μm。

（3）后期焊接装配难度大。由于接触片最终需要焊接到电缆的外导体和内导体上，而且焊接后各部分有位置公差要求，对称度要求为0.02mm，要完成符合要求的焊接装配难度非常大。

2 成型工艺分析

通过对接触片特点的综合分析，对于此接触片的成型工艺，适合采用的有铣削加工工艺与线切割加工工艺，以及化学铣削加工工艺与激光加工工艺，以下就几种加工工艺就行分析。

对于此类微小零件的加工，传统的铣削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要选用较小的刀具进行加工，而加工过程中的各影响因素对微小零件的成型都有重要的影响。对于此接触片的加工，由于独立个体间的间距只有0.05mm，考虑到刀具的制作难度及加工过程，只能将3部分个体分别单独加工，最后焊接时再单独焊接。单独加工个体相对容易，其尺寸精度也能够保证，但要实现后期符合要求的焊接装配则极其困难。

在线切割成型工艺中，可以采用个体分别单独加工的方法成型，也可以考虑采用整体成型的加工方法。如果采用个体单独加工，面临的问题同样是焊接装配困难，而若采用整体成型加工方法，考虑到独立个体的间距以及加工过程中放电因素的影响，使用的铜丝丝径必须要小于0.03mm，这对机床的配置要求很高，而且对加工过程的稳定性以及加工环境的要求同样很高。

对于化学铣削工艺和激光加工工艺，个体单独加工以及整体成型加工都适用。在化学铣削工艺中，考虑到接触片前端接触部分的最小宽度尺寸及长度尺寸，在加工中须采用双面腐蚀铣削的方法，而且整个加工流程较为复杂。比较而言，激光加工工艺优势更大，加工方便，而且加工效率高。结合后期装配的要求，采用激光进行整体成型加工最合适。

3 基于装配的整体成型工艺技术

基于装配的整体成型工艺技术，即基于装配关系及相对位置要求，将零件成型加工与后期焊接装配统筹考虑，使用皮秒激光加工机对多个零件进行激光整体成型加工。

3.1 整体方案设计

在接触片的成型方案设计中，将3个独立的个体组合成为一个整体，并设置辅助成型部分与之进行连接，其中个体的排布及间距按焊接后要求的最终尺寸进行排列，如图3所示。图中左侧部分为辅助成型部分，其作用是配合焊接夹具方便后期焊接。在辅助成型部分设置两个销钉孔，与焊接夹具上的销钉配合进行定位，而图中所示尺寸L为预留的前端接触部分的长度，大于接触部分的最终长度。图中虚线表示装配后的切割线，焊接完成后，使用刀片沿此虚线进行切割，去掉左侧的辅助成型部分，即得到焊接好的最终产品。

3.2 整体成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，结合后期表面处理的需求，可以采用整版排序的方式对零件进行排布，如图4所示。相邻两个零件使用连线进行互连，并与基材相互连接，激光加工完成后非零件部分会自行脱落，而所需的零件则完整的保留下来。

按序排版不仅保证了加工的方便性，而且增加了表面处理的便捷性，也保证了零件镀层的均匀性。而在零件的周转过程中，整版零件周转要比单一零件周转安全、方便，在使用过程中则按需切割，不易造成零件的丢弃或损坏。

4 整体焊接装配及后处理

在加工过程中，零件的尺寸精度能够满足设计要求，而基于装配的整体加工成型方案，则保证了焊接后接触片各独立部分间的位置公差要求，因此重点需要解决的是如何将接触片整体焊接到电缆内外导体之上，并保证最终状态符合设计要求。由于零件尺寸微小，电缆直径也只有1.2mm，因此必须使用专用的焊接夹具保证焊接的效果及可靠性。

如图5所示为一种专用焊接夹具，由4部分组成，分别为基座、定位板、压板、切割板，相互之间通过设置的销钉孔互相定位固定。在焊接时，首先将定位板装入到基座上，然后将电缆放入到基座的凹槽中，并使用压板进行预紧固，当电缆前端面接触到定位板侧表面时，将螺钉紧固，压板便将电缆紧固到基座上。此时将裁下的接触片以销钉孔定位放到定位板上表面，并装入切割板然后紧固，此时接触片与电缆的相对位置即是焊接后最终的位置。当焊接完成后，用刀片沿切割板缝隙处将接触片切断，最后拆掉压板，取下电缆。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能满足设计要求，此时需要对截面进行研磨。研磨时同样采用专用夹具，将最终的探针组件固定于研磨夹具中进行研磨。研磨完成后，可以对裁切截面进行二次闪镀，解决裁切截面没有镀层的问题。

5 结束语

基于装配的整体成型工艺方案，既保证了成型加工的方便性，又满足了装配所要求的位置公差要求，配合焊接夹具的使用，既方便了焊接操作，同时提高了生产效率。

参考文献

[1]邓志平.机械制造技术基础[M].成都：西南交通大学出版社，2004.

[2]官邦贵，刘颂豪，章毛连，等.精密激光加工技术应用现状与发展趋势[J].激光与红外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，刘玉德，李慎龙.微小型零件的微细切削加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术，2011（5）：93-97.

[4]刘克非，张之敬，周敏，等.复杂微小型零件的完整加工工艺分析[J].制造技术与机床，2007（7）：121-123.

作者简介：赵秉玉（1984-），男，工程师，主要从事微波模块结构工艺工作。endprint

摘 要：针对某探针接触片尺寸微小、加工与装配难度大的特点，分析各成型工艺的优劣，重点介绍了基于装配的整体成型工艺技术方案，即基于装配关系及相对位置要求，采用激光成型方法对多个零件进行整体成型加工。在后期装配中使用专用焊接夹具进行整体焊接装配。基于整体加工和装配的工艺技术，保证了接触片的加工精度以及装配的位置公差要求，并提高了成品率与工作效率。

关键词：接触片；基于装配；整体成型；整体焊接

引言

随着毫米波测试仪器性能和频率的不断提升，其内部微波电路及传输线的几何尺寸逐渐缩小。由于微波电路和传输线对其微波性能指标有重要影响，因此对其成形精度及表面状态要求越来越高。探针组件作为微波薄膜电路的测试附件，其工作频率可达40GHz以上，探针组件依靠焊接在同轴电缆上的三个片状弹性接触片与电路接触并保持一定的阻抗匹配实现测试信号的传输。其关键零件弹性接触片特征尺寸极其微小，其尖端长度1.2mm，厚度0.05mm，宽度为0.05mm，间距0.05mm。为保证电性能指标，接触片表面粗糙度要求全部为Ra0.8以下，同时三个接触片与同轴电缆焊接后的相互位置公差要求也极高。因此符合设计要求的接触片的成形及焊接组装难度非常大。文中以此接触片为例，对其成型工艺进行了综合分析，重点对基于装配的整体成型工艺进行了介绍。

1 接触片特点分析

（1）尺寸微小。接触片整体尺寸微小，而且形状不规则，其厚度尺寸为0.05mm，宽度尺寸最宽为0.55mm，而前端接触部分的最小宽度尺寸只有0.05mm，属于典型的微细加工范畴。

（2）加工表面质量要求高，设计要求其粗糙度全部为Ra0.8μm。

（3）后期焊接装配难度大。由于接触片最终需要焊接到电缆的外导体和内导体上，而且焊接后各部分有位置公差要求，对称度要求为0.02mm，要完成符合要求的焊接装配难度非常大。

2 成型工艺分析

通过对接触片特点的综合分析，对于此接触片的成型工艺，适合采用的有铣削加工工艺与线切割加工工艺，以及化学铣削加工工艺与激光加工工艺，以下就几种加工工艺就行分析。

对于此类微小零件的加工，传统的铣削加工有其局限性。由于零件特征尺寸微小，需要选用较小的刀具进行加工，而加工过程中的各影响因素对微小零件的成型都有重要的影响。对于此接触片的加工，由于独立个体间的间距只有0.05mm，考虑到刀具的制作难度及加工过程，只能将3部分个体分别单独加工，最后焊接时再单独焊接。单独加工个体相对容易，其尺寸精度也能够保证，但要实现后期符合要求的焊接装配则极其困难。

在线切割成型工艺中，可以采用个体分别单独加工的方法成型，也可以考虑采用整体成型的加工方法。如果采用个体单独加工，面临的问题同样是焊接装配困难，而若采用整体成型加工方法，考虑到独立个体的间距以及加工过程中放电因素的影响，使用的铜丝丝径必须要小于0.03mm，这对机床的配置要求很高，而且对加工过程的稳定性以及加工环境的要求同样很高。

对于化学铣削工艺和激光加工工艺，个体单独加工以及整体成型加工都适用。在化学铣削工艺中，考虑到接触片前端接触部分的最小宽度尺寸及长度尺寸，在加工中须采用双面腐蚀铣削的方法，而且整个加工流程较为复杂。比较而言，激光加工工艺优势更大，加工方便，而且加工效率高。结合后期装配的要求，采用激光进行整体成型加工最合适。

3 基于装配的整体成型工艺技术

基于装配的整体成型工艺技术，即基于装配关系及相对位置要求，将零件成型加工与后期焊接装配统筹考虑，使用皮秒激光加工机对多个零件进行激光整体成型加工。

3.1 整体方案设计

在接触片的成型方案设计中，将3个独立的个体组合成为一个整体，并设置辅助成型部分与之进行连接，其中个体的排布及间距按焊接后要求的最终尺寸进行排列，如图3所示。图中左侧部分为辅助成型部分，其作用是配合焊接夹具方便后期焊接。在辅助成型部分设置两个销钉孔，与焊接夹具上的销钉配合进行定位，而图中所示尺寸L为预留的前端接触部分的长度，大于接触部分的最终长度。图中虚线表示装配后的切割线，焊接完成后，使用刀片沿此虚线进行切割，去掉左侧的辅助成型部分，即得到焊接好的最终产品。

3.2 整体成型加工

在成型加工中，由于零件尺寸微小，结合后期表面处理的需求，可以采用整版排序的方式对零件进行排布，如图4所示。相邻两个零件使用连线进行互连，并与基材相互连接，激光加工完成后非零件部分会自行脱落，而所需的零件则完整的保留下来。

按序排版不仅保证了加工的方便性，而且增加了表面处理的便捷性，也保证了零件镀层的均匀性。而在零件的周转过程中，整版零件周转要比单一零件周转安全、方便，在使用过程中则按需切割，不易造成零件的丢弃或损坏。

4 整体焊接装配及后处理

在加工过程中，零件的尺寸精度能够满足设计要求，而基于装配的整体加工成型方案，则保证了焊接后接触片各独立部分间的位置公差要求，因此重点需要解决的是如何将接触片整体焊接到电缆内外导体之上，并保证最终状态符合设计要求。由于零件尺寸微小，电缆直径也只有1.2mm，因此必须使用专用的焊接夹具保证焊接的效果及可靠性。

如图5所示为一种专用焊接夹具，由4部分组成，分别为基座、定位板、压板、切割板，相互之间通过设置的销钉孔互相定位固定。在焊接时，首先将定位板装入到基座上，然后将电缆放入到基座的凹槽中，并使用压板进行预紧固，当电缆前端面接触到定位板侧表面时，将螺钉紧固，压板便将电缆紧固到基座上。此时将裁下的接触片以销钉孔定位放到定位板上表面，并装入切割板然后紧固，此时接触片与电缆的相对位置即是焊接后最终的位置。当焊接完成后，用刀片沿切割板缝隙处将接触片切断，最后拆掉压板，取下电缆。

由于采用刀片裁切，因此裁切截面的粗糙度不能满足设计要求，此时需要对截面进行研磨。研磨时同样采用专用夹具，将最终的探针组件固定于研磨夹具中进行研磨。研磨完成后，可以对裁切截面进行二次闪镀，解决裁切截面没有镀层的问题。

5 结束语

基于装配的整体成型工艺方案，既保证了成型加工的方便性，又满足了装配所要求的位置公差要求，配合焊接夹具的使用，既方便了焊接操作，同时提高了生产效率。

参考文献

[1]邓志平.机械制造技术基础[M].成都：西南交通大学出版社，2004.

[2]官邦贵，刘颂豪，章毛连，等.精密激光加工技术应用现状与发展趋势[J].激光与红外，2010（3）：229-232.

[3]石文天，刘玉德，李慎龙.微小型零件的微细切削加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术，2011（5）：93-97.

[4]刘克非，张之敬，周敏，等.复杂微小型零件的完整加工工艺分析[J].制造技术与机床，2007（7）：121-123.

作者简介：赵秉玉（1984-），男，工程师，主要从事微波模块结构工艺工作。endprint