高精度四极杆组件填胶工艺方法

张明，汪洋，杨国民

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工实验室，四川绵阳 621900)

高精度四极杆组件填胶工艺方法

张明，汪洋，杨国民

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工实验室，四川绵阳 621900)

对高精度四极杆组件中填胶的相关工艺进行了详细说明，描述了胶的特性、填胶的方式、填胶工装。通过填胶实验对高精度四极杆组件填胶工艺进行了一定探索，取得了一定成效。

四极杆;定位胶;填胶工艺

四极杆组件是四极质谱仪的核心功能部件，其组件制造和装配有较高的几何精度要求，长度为150 mm的4根杆装配完毕后杆之间的平行度优于3 μm。

图1 四极杆组件示意图

图1为四极杆的结构示意图，极杆材料为不锈钢或金属钼，极座材料为绝缘陶瓷，极座与极杆之间靠螺钉连接。由于零件加工精度有限，光靠螺钉将它们连接很难达到装配精度要求，因此在螺钉将极杆、极座连接调整到位后，在空隙地方填充一层定位胶。定位胶既起到定位作用，又起到黏接作用。

1 定位胶的选择及性能要求

定位胶在此环境下的主要使用指标为:可黏性、真空环境使用性能、高温环境使用性能、热收缩率、抗压 (拉伸)强度、固化工艺性等。选择如下两种定位胶进行实验:北京天山新材料技术公司定位胶121;北京天山新材料技术公司定位胶TS355(两种胶按照一定比例配合调试)。TS355定位胶性能参数见表1。

表1 TS355定位胶性能参数

2 填胶方式

极杆、极座位置调整好后填胶，即在极杆与极座位置调整好后，螺钉连上但不带力，然后添胶，胶固化后再拧紧螺钉。

主要试验以下3种方式:

(1)点方式填胶。将极杆和极座连接好后，使用注射器 (或制作专用工装)将胶点在杆和座的边缘 (图2)，此步骤要试验点不同量的胶和不同的排布方式对连接性能的影响。

(2)线方式填胶。将极杆和极座连接好后，使用注射器将胶沿杆和座的边缘相交线整圈布置 (图3)，此步骤要试验点不同量的胶对连接性能的影响。

(3)面方式填胶。在极杆和极座的整个接触面填胶。采用注入胶的方式填充，方式为在连接螺钉上用电火花打孔 (直径为0.2 mm)通过注射形式将胶填在极杆、极座之间，如图4所示。极杆、极座的间隙控制在0.01～0.1 mm:

图2 点填胶位置

图3 线填胶方式

图4 面填胶方式

连接好前填胶。先将胶涂抹在杆、座连接面之间，再拧紧极杆与极座，将多余的胶用洁净布沾丙酮清除干净，待胶固化后完成装配。

最后经过注胶工艺实验，面局部填胶方式能满足黏接强度要求，填胶间隙在0.1 mm左右。

3 注胶方式

由于TS355胶呈糊状，注胶时有一定困难，用注射器进行胶的注入，但注入时仍有一定困难，设计图5所示的注胶工装进行注胶实验。

图5 注胶工装示意图

4 注胶实验及结果

经过上述分析，采用注射器面填胶方式进行注胶，如图6所示，填胶厚度约为0.1 mm，经过24 h固化后，发现定位胶121黏接性能稍差，定位胶TS355黏接效果稳定。

图6 定位胶填充图片

【1】王理，刘志欣.四极杆高温稳定性的研究［J］.分析仪器，1995(1):65－68.

【2】陈亚菊，尹玉生.定位胶结构定位在机床装配技术中的应用分析［J］.现代机械，2009(3):36－39.

【3】宋明宽，尹玉生，陈亚菊.高精度定位胶在重型机床中的应用［J］.制造技术与机床，2011(11)137－138.

TH14

A

1001－3881(2014)8－157－2

10.3969/j.issn.1001－3881.2014.08.050

2013－03－14

国家重大科学仪器设备开发专项资金资助 (2011YQ130043)

张明 (1982—)，男，工程师，主要从事机床故障诊断与维修、机械装配等工作。E－mail:0198222004@ 163.com。