盲插射頻連接器加工工藝分析及實(shí)踐

何璽

摘 要：盲插射頻連接器在軍工行業(yè)被大量采用，這類連接器的結(jié)構(gòu)形式與以往的其他連接器的結(jié)構(gòu)有較大的不同，在加工工藝上需要根據(jù)結(jié)構(gòu)形式變換加工方法。文章以某盲插射頻連接器為例，介紹了該類連接器的生產(chǎn)加工方法。

關(guān)鍵詞：盲插射頻連接器；工藝分析；實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TM503+.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0106-03

Abstract： The blind-mate RF connector is widely used in military industry. The structure of this kind of connector is quite different from other connectors in the past. It is necessary to change the processing method according to the structure form in the processing technology. Taking a blind-mate RF connector as an exemplar， this paper introduces the manufacturing method of this kind of connector.

Keywords： blind-mate RF connector； process analysis； practice

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，模塊化技術(shù)已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了便于維修及更換，大量元件及設(shè)備組裝到一個(gè)模塊上，應(yīng)用在模塊上的盲插連接器也逐年增加。國外盲插射頻同軸連接器在微波系統(tǒng)中已有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，例如前置放大器、中頻放大器、雙平衡混頻器、定向耦合器、開關(guān)矩陣電路、甚至整個(gè)接收機(jī)都可以采用盲插連接器進(jìn)行連接。早期的浮動(dòng)盲配連接器在某些空間位置狹小的場(chǎng)合不能滿足使用要求，需要更小的浮動(dòng)盲配連接器。X型連接器就是為了適應(yīng)這種發(fā)展需要誕生的，其體積更小，工作頻率更高。

2 盲插連接器的實(shí)例

某盲插射頻連接器的主要結(jié)構(gòu)形式如圖1所示：

主要由內(nèi)導(dǎo)體（件1）、絕緣支撐（件2）、外殼（件3）、外殼（件4）、卡圈（件5）、彈簧（件6）組成。該連接器由于體積小，加工難度高，初期的生產(chǎn)條件還不能完全滿足其加工要求。經(jīng)過相關(guān)技術(shù)人員、加工人員的通力合作，現(xiàn)在已經(jīng)完全能夠滿足其加工要求。

3 主要零件的加工

3.1 外殼的加工

該連接器外殼的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

其加工難點(diǎn)在于：

（1）Φ2及Φ2.9的內(nèi)孔深度較深且同軸度要求鉸高，為Φ0.02；

（2）Φ2及Φ2.9內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為Ra1.6；

（3）Φ2及Φ2.9兩孔交接處毛刺的控制及去除問題。

根據(jù)該外殼的結(jié)構(gòu)形式及目前的加工設(shè)備，必須調(diào)頭加工，二次裝夾使得兩處內(nèi)孔的同軸度保證是比較困難的。根據(jù)以往連接器外殼的加工經(jīng)驗(yàn)，以法蘭盤為調(diào)頭的分界點(diǎn)，調(diào)頭裝夾加工時(shí)夾持法蘭盤外圓并以法蘭盤一側(cè)面為定位基準(zhǔn)。

由于Φ2及Φ2.9內(nèi)孔較小且表面光潔度要求較高，僅采用鉆、擴(kuò)孔的方式加工是不能滿足要求的，必須采用精加工達(dá)到其光潔度要求。最初考慮的是采用鉸孔的方式進(jìn)行，但鉸刀加工效率很低且兩孔為臺(tái)階孔，鉸削不能滿足Φ2.9孔的加工要求，這種方法不可行。只能考慮鏜孔的辦法，但這種大小的孔進(jìn)行鏜削加工在以前沒有加工過。經(jīng)過技術(shù)人員和加工者的探討，決定自制鏜刀加工。從加工零件的檢測(cè)數(shù)據(jù)看，完全滿足要求。

由于內(nèi)孔加工為調(diào)頭加工，在內(nèi)孔交界處非常容易產(chǎn)生毛刺，且該處毛刺多為翻邊形式，不易被察覺，如不對(duì)該處毛刺進(jìn)行控制，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成極大的隱患。根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)，采取合理運(yùn)用加工參數(shù)，并多次空走刀，達(dá)到減少去除毛刺的目的。

根據(jù)多次試驗(yàn)，其主要工序內(nèi)容為：

（1）夾持毛坯，平端面。

（2）粗車ф5.9、ф4.3外圓。

（3）用ф2.6鉆頭粗加工ф2.9內(nèi)孔。

（4）粗鏜ф2.9、ф3.1、ф3.6內(nèi)孔，徑向留余量雙邊約0.1mm，單件處沿軸向留余量約0.03mm。

（5）精車ф5.9、ф4.3、ф4外圓及其倒角，注意尺寸2.5按2.4加工。

（6）切槽0.6×ф3.4。

（7）精鏜ф2.9、ф3.1、ф3.6內(nèi)孔及其倒角，內(nèi)孔扣鍍雙邊0.01。

（8）鉤槽刀加工1×ф3.3環(huán)形槽，注意尺寸3.5±0.1按3.4±0.1加工。

（9）空走刀ф2.9、ф3.1、ф3.6內(nèi)孔及其倒角1次。

（10）空走刀1×ф3.3環(huán)形槽1次。

（11）切斷成單件，切斷面留余量。

（12）軟爪裝夾，夾持ф5.9外圓，以ф5.9外圓右端面定位。

（13）粗車左端ф3.2、ф4.4及M5螺紋外圓。

（14）用ф1.8鉆頭粗加工ф2內(nèi)孔。

（15）精車ф3.2、ф4.4、M5螺紋外圓及其倒圓、倒角。

（16）粗、精鏜ф2內(nèi)孔，孔口不倒角，內(nèi)孔扣鍍雙邊0.01。

（17）鉤槽刀加工0.6×ф2.4環(huán)形槽。

（18）空走刀ф2內(nèi)孔1次。

（19）空走刀0.6×ф2.4環(huán)形槽1次。

（20）挑絲M5×0.5。

3.2 內(nèi)導(dǎo)體的加工

內(nèi)導(dǎo)體為連接器中主要的接觸件，接觸件的接觸電阻影響整個(gè)連接器的性能，接觸電阻越小越好。而接觸件的表面粗糙度和插拔力都影響接觸電阻。接觸表面的表面粗糙度越小，接觸面積內(nèi)的實(shí)際接觸點(diǎn)的數(shù)量就越多，接觸穩(wěn)定性越高。

插拔力從某種意義上說就是在彈性接觸件間所產(chǎn)生的摩擦力。在一定范圍內(nèi)增加插拔力可以減小接觸電阻，但插拔力越大，對(duì)彈性接觸件的性能要求也越高，接觸件的磨損也大。

內(nèi)導(dǎo)體的加工在滿足尺寸精度的同時(shí)，主要圍繞表面粗糙度和插拔力進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。內(nèi)導(dǎo)體的外圓加工一般在縱切車床上進(jìn)行，其外圓的尺寸精度、表面粗糙度不存在大的問題?？v切車床將外圓加工完畢后，在切斷面留出一定余量以供加工內(nèi)孔去余量保證長度尺寸。內(nèi)孔加工后與外圓的同軸度及開槽的對(duì)稱度直接影響孔壁尺寸的均勻性，從而影響收口的插拔力；為減小裝夾誤差給內(nèi)導(dǎo)體的形位尺寸帶來的影響，內(nèi)孔的加工在精密儀表車床上進(jìn)行，并使用彈簧夾頭進(jìn)行裝夾，這樣可以有效保證內(nèi)外圓的同軸度滿足要求，從而為保證收口后的插拔力打下基礎(chǔ)。

3.3 絕緣支撐的加工

絕緣支撐起著固定連接器內(nèi)外導(dǎo)體的作用， 并能防止插針或插孔的軸向移動(dòng)， 同時(shí)通過對(duì)絕緣子尺寸的合理設(shè)計(jì)， 使絕緣子處的感抗正好能補(bǔ)償內(nèi)外導(dǎo)體直徑變化引起的不連續(xù)電容， 起到高抗補(bǔ)償?shù)淖饔茫?從而減少電信號(hào)在傳輸過程中的反射， 最終達(dá)到減小VSWR的目的。絕緣支撐的加工質(zhì)量直接影響到連接器的電性能指標(biāo)。

本連接器絕緣支撐的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其外形尺寸很小，且在兩端均有0.2mm補(bǔ)償段，對(duì)加工要求較高，加工難度較大。為保證兩端補(bǔ)償段主要尺寸，加工時(shí)先將毛坯棒料粗車成圓錐形狀，以增加精車時(shí)的剛度。精車時(shí)先車Φ2.4、Φ2.1外圓及一端的補(bǔ)償段，切斷后用彈簧夾頭夾持Φ2.1外圓并以Φ2.4外圓一端面定位，平頭車出另一端補(bǔ)償段。這樣，絕緣支撐的質(zhì)量就得到了很好的保證。為連接器的質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

4 零件的裝配

連接器各零件的裝配質(zhì)量對(duì)連接器的性能有非常直接的影響。本連接器裝配時(shí)用鋒利手術(shù)刀片先將絕緣支撐沿徑向切開五分之四，將各裝配件在超聲波清洗機(jī)中清洗干凈，自然晾干后進(jìn)行裝配。為保證裝配質(zhì)量，制作如圖3所示的裝配工裝。

裝配時(shí)，將絕緣支撐同內(nèi)導(dǎo)體一起放入導(dǎo)向座相應(yīng)孔中，導(dǎo)向座內(nèi)孔有一定錐度，可以將絕緣支撐收縮后與外殼相應(yīng)內(nèi)孔大小保持一致，從而在壓桿的推動(dòng)下裝入外殼相應(yīng)位置。利用該工裝進(jìn)行裝配，可以很好的保證裝配后內(nèi)外導(dǎo)體的同軸度要求及各相關(guān)裝配尺寸要求。

5 性能測(cè)試

將該連接器焊接1m相應(yīng)電纜在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試曲線如圖4所示。

從測(cè)試曲線分析，電性能指標(biāo)完全滿足要求。

6 結(jié)束語

從連接器的整個(gè)加工工藝流程分析，首先需要工藝技術(shù)人員充分理解設(shè)計(jì)需求，通過設(shè)計(jì)人員、工藝人員及加工者的密切配合，將工藝思想充分融入到設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)控制影響設(shè)計(jì)性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素，從而加工出滿足要求的產(chǎn)品。盲插連接器的加工對(duì)我們的加工能力是一次很好的驗(yàn)證，為今后加工生產(chǎn)更高層次的連接器奠定了基礎(chǔ)。

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