一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置製造方法
2023-05-27 06:06:11
一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置。所述裝配裝置含有底板、基準底座、基準擋塊Ⅰ、基準擋塊Ⅱ、基準墊塊、標準心軸、支柱、壓杆、壓緊螺釘和壓板。四根極杆和尺寸為場圓大小的標準心軸依次放入由基準擋塊Ⅰ、基準擋塊Ⅱ和基準墊塊組合形成的高精度基準U型腔體中，U型腔體、極杆和標準心軸組成的尺寸鏈共同決定四根極杆的空間位置和四極杆組件的場圓形態，通過高精度定位膠將極座與極杆輔助定位聯接完成四極杆組件裝配。
【專利說明】—種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置，具體為通過精密標準心軸和精密基準的組合定位實現四極杆組件的內切圓精確尺寸和極杆的精確方位，在降低對極座零件幾何精度要求的同時保證四極杆組件性能。所述的裝配裝置適用於使用圓形截面極杆的四極杆組件。
【背景技術】
[0002]質譜儀是廣泛應用於食品安全、環境檢測、藥物檢測等領域的科學分析儀器，其中四極杆質譜儀在商用質譜儀中佔有較大的比重。四極杆組件是四極杆質譜儀的核心部件，典型的四極杆組件是四根高精度圓形極杆通過螺釘連接在高精度陶瓷座上的一個裝配組合件，其裝配精度直接影響到質譜儀的解析度等儀器性能，關鍵裝配精度均要求小於3 μ m,是典型的精密、超精密部件裝配。而現有的零件製造精度很難達到裝配尺寸鏈所需要的精度要求，甚至零件的製造精度低於最終的部件精度要求。因此，需要選擇合理裝配方法保證四極杆組件質量。
[0003]在圓柱型四極杆組件的整個裝配過程中，需要實現的重點和難點是四根極杆相互距離之間的偏差和平行度誤差，以及四根極杆構成的內切圓尺寸誤差三個精度參數，其中又以控制內切圓半徑(即場半徑r0)的大小是核心目標。但是在實際的操作過程中，由於四極杆組件內部空間很小，目前還沒有手段能夠精確控制整個極杆長度範圍內切圓半徑的誤差，而僅以控制四根極杆相互距離之間的偏差和平行度誤差說明裝配精度。而目前大多數四極杆組件的極杆位置主要靠極座的內部尺寸保證，對陶瓷材料的極座內圓弧定位面的的尺寸精度、圓度和圓柱度、中心對稱性、軸對稱性、圓心之間的距離分散精度等加工精度要求高。而陶瓷材料加工難度大，需要對四極杆組件裝配的重點和難點進行轉換，以實現長期穩定有效的固定定位，保證批量生產的產品質量。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置，可實現四極杆組件四根極杆相互距離之間的偏差和平行度誤差，同時控制內切圓誤差的裝配，降低對極座零件的加工製造精度要求，提高生產效率。
[0005]本實用新型的基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置，含有底板、基準底座、基準擋塊1、基準擋塊I1、基準墊塊、標準心軸、支柱、壓杆、壓緊螺釘和壓板，其特點是:基準底座固定在底板上，提供高精度的基準平面，基準擋塊1、基準擋塊II和基準墊塊固定在基準底座上，組合成為對四根極杆形成約束定位的U型腔體，依次將四根極杆和標準心軸放入U型腔體中；兩件支柱作為壓杆的安裝座，壓緊螺釘通過螺紋與壓杆聯接，使用專用工具將壓緊螺釘旋進，其球形端頭頂緊放置在四極杆組件上的壓板，實現對四根極杆的壓緊限位。
[0006]標準心軸與基準墊塊的結構相適配。
[0007]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:使用具有一定平面精度的底板作為所有功能零件的安裝基礎，基準底座提供高精度的安裝基準面；基準擋塊1、基準擋塊II和基準墊塊具有精密平面加工精度，安裝在基準底座上，形成U型定位腔體，是對四極杆質量分析器的四根極杆形成定位約束的基準，其中基準墊塊用於確定基準擋塊I和基準擋塊II間的距離，其尺寸根據四極杆質量分析器場圓大小以及四根極杆的尺寸大小計算確定；所述標準心軸尺寸根據四極杆質量分析器場圓大小確定，具有精密的尺寸精度和形狀精度。U型腔體的定位長度根據四極質量分析器兩個極座間距確定，標準心軸的長度與極杆長度按一定比例關係匹配。所述支柱、壓杆、壓緊螺釘和壓板組合實現對四根極杆的壓緊定位。四極杆組件裝配時，按規定的裝配順序將四根極杆和標準心軸放置在U型腔體中，壓緊定位，通過專用測量儀器測量四根極杆每兩相鄰杆外側平行度達到裝配要求，確認四根極杆已精確定位；套入極座並使用高精度定位膠進行輔助定位聯接，定位膠固化後從U型腔體中取出四極杆組件，最後將標準心軸取出完成裝配。
[0008]本實用新型的裝配裝置通過使用高精度的定位基準和標準心軸組合，將四極杆組件的四根極杆預先定位，在保證四根極杆位置精度的同時，使通常情況下依靠測量四根極杆每兩相鄰杆及兩對杆外側平行度間接保證的四極質量分析器場圓通過標準心軸直接得到控制，加以定位膠的輔助定位聯接，只需普通加工精度的極座即可滿足高精度的四極杆組件裝配，降低了極座零件加工精度和組件裝配對人員技能的依賴，且裝配流程高效簡便。
[0009]本實用新型的裝配裝置的裝配原理可適用於不同圓形截面尺寸和不同場圓尺寸的四極杆組件裝配，只需按照極杆、標準心軸和U型腔體定位基準的尺寸鏈關係匹配即可，具有廣泛的適用性。對同一場圓尺寸要求的不同長度四極杆組件可使用同一裝配裝置進行裝配，具有良好的通用性。
[0010]本實用新型的裝配裝置具有統一的定位基準，在提供批量的高精度極杆和標準心軸情況下，可實現批量化的四極杆組件裝配，同時保證批量生產的產品具有較好的場圓尺寸一致性和裝配質量一致性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構原理圖；
[0012]圖2是圖1的俯視圖；
[0013]圖3是本實用新型中的標準心軸的結構示意圖；
[0014]圖中:1.底板2.支柱 3.壓杆 4.基準底座 5.基準擋塊I6.壓緊螺釘 7.壓板 8.標準心軸 9.四極杆組件 10.基準墊塊11.基準擋塊II。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1、圖2、圖3對本實用新型裝置作詳細說明。
[0016]在圖1和圖2中，基準底座4固定在底板I上，提供高精度的基準平面，基準擋塊I 5、基準擋塊II 11和基準墊塊10通過緊固件固定在基準底座4上，組合成為對四根極杆形成約束定位的U型腔體，U型腔體長度小於四極杆組件9兩個極座間隙距離。裝配四極杆組件9時，根據基準墊塊寬度尺寸，四根極杆尺寸，按幾何關係計算所需的標準心軸8 (圖3)尺寸；依次將四根極杆和選配的標準心軸8放入U型腔體中，極杆和U型腔體基準面間成相切狀態，標準心軸8與四根極杆相切，為四根極杆包圍狀態。兩件支柱2作為壓杆3的安裝座，壓緊螺釘6通過螺紋與壓杆3聯接，使用可設定扭矩的專用工具將壓緊螺釘6旋進，其球形端頭頂緊放置在四極杆組件9上的壓板7，實現對四根極杆的壓緊，壓緊力通過計算擰緊扭矩與螺釘預緊力的關係控制。在完成極杆的定位夾緊後，將四極杆組件9的兩個極座分別從極杆兩端套入，再在極杆與極座螺紋連接處填充適量定位膠進行輔助定位，擰入連接緊固件，待定位膠完全固化後卸載壓緊螺釘6，從U型腔體中取出四極杆組件9，最後通過重力作用將標準心軸8取出，完成裝配過程。
[0017]可以理解的是，本領域技術人員還可基於本實用新型精神做其它變化以應用在其他方面，只要其不偏離本實用新型的技術效果即可。這些依據本實用新型精神所做的變化都應視為本實用新型所要求保護的範圍內。
【權利要求】
1.一種基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置，含有底板、基準底座、基準擋塊1、基準擋塊I1、基準墊塊、標準心軸、支柱、壓杆、壓緊螺釘和壓板，其特徵在於:所述基準底座(4)固定在底板(I)上，提供高精度的基準平面，基準擋塊I (5)、基準擋塊II (11)和基準墊塊(10)固定在基準底座(4)上，組合成為對四根極杆形成約束定位的U型腔體，依次將四根極杆和標準心軸(8)放入U型腔體中；兩件支柱(2)作為壓杆(3)的安裝座，壓緊螺釘(6)通過螺紋與壓杆(3)連接，使用專用工具將壓緊螺釘(6)旋進，其球形端頭頂緊放置在四極杆組件(9 )上的壓板(7 )，實現對四根極杆的壓緊限位。
2.根據權利要求1所述的基於標準心軸的四極杆組件裝配裝置，其特徵在於:所述標準心軸(8)與基準墊塊(10)的結構相適配。
【文檔編號】G01B5/00GK204085364SQ201420507807
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】王寶瑞, 嶽曉斌, 胡軍, 汪俊文, 吳定柱 申請人:中國工程物理研究院機械製造工藝研究所