畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-關(guān)于RFQ的工藝設(shè)計(jì).doc

1、.裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙目 錄摘 要 1Abstract 1第1章 緒論 2 1.1 研究背景及意義 2 1.2 RFQ國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 3第2章 RFQ加速器的結(jié)構(gòu)分析 8 2.1 RFQ加速器腔的結(jié)構(gòu)分析 8 2.2 根據(jù)RFQ結(jié)構(gòu)制定加工流程 9第3章 RFQ加速器的工藝設(shè)計(jì) .10 3.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定產(chǎn)類型 10 3.2 毛坯的選擇 11 3.3 工藝內(nèi)容安排 19 3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 21 3.5 制定工藝路線 23 3.6 選擇機(jī)床、夾具、刀具 25 3.7 填寫機(jī)械加工工藝過程卡 26 3.8 填寫機(jī)械加工工序卡 28第4章 RFQ加速器的組裝 30 4.1 釬焊材

2、料的選擇 30 4.2 總體焊接 33 4.3 加工定位銷，總體檢測(cè) 37總結(jié) 40參考文獻(xiàn) 41致謝 42附 錄1 三坐標(biāo)測(cè)量方法介紹 43附 錄2 纖焊材料介紹 44第一章 緒論1.1 研究背景及意義射頻四極場(chǎng)（RadioFrequencyQuadrupole，RFQ）加速器是當(dāng)今強(qiáng)流質(zhì)子加速器研究的熱點(diǎn)之一。近年來國(guó)際上和國(guó)內(nèi)對(duì)于散裂中子源、加速器驅(qū)動(dòng)能源和其他高功率離子束應(yīng)用所呈現(xiàn)出的廣泛興趣，以及由此引起的對(duì)強(qiáng)流、高功率加速器的迫切要求，更對(duì)用作它們前級(jí)加速結(jié)構(gòu)的RFQ加速器提出了種種新的要求，特別是對(duì)它能在高的負(fù)載周期、甚至在連續(xù)波CW工作狀態(tài)下加速高流強(qiáng)的離子束，及其運(yùn)行的穩(wěn)定性

3、和可靠性提出了空前嚴(yán)格的要求，推動(dòng)著RFQ加速器不斷地完善和發(fā)展。射頻四極場(chǎng)加速器是一種能同時(shí)用其射頻電場(chǎng)的徑向分量進(jìn)行聚焦和縱向分量進(jìn)行加速、適用于從質(zhì)子到鈾離子等各種低速帶電粒子的高效直線加速結(jié)構(gòu)。它集匹配、成形、聚束和加速等多種功能于一身，可直接接受從離子源引出的低速?gòu)?qiáng)流連續(xù)束流，并以極高的俘獲效率和較低的發(fā)射度增長(zhǎng)把粒子加速到每核子幾個(gè)MeV的能量。另外，由于體積小巧和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，RFQ加速器不管作為大型加速器的注入裝置還是作為獨(dú)立使用的設(shè)備都極具研究和實(shí)用價(jià)值。本次設(shè)計(jì)是在我上完大學(xué)所學(xué)習(xí)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的。此次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟

4、件的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r射頻四極場(chǎng)（RFQ）加速器是1970年Kapchinskij等提出的一種強(qiáng)流低能直線加速器結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點(diǎn)在于能直接加速?gòu)碾x子源中引出的低能離子，并將加速、縱向群聚、橫向聚集與匹配等多種功能匯聚于一個(gè)結(jié)構(gòu)之中，從而可高效率地將數(shù)10mA、數(shù)100mA乃至A級(jí)的強(qiáng)流離子束加速至7MeV/u左右。1980年美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LANL）第一臺(tái)試驗(yàn)加速質(zhì)子的四翼型（4 Vane）RFQ樣機(jī)獲得成功。此后，四翼型RFQ便廣泛地取代體積龐大的高壓倍加速器，用作高能加速器的注入器或強(qiáng)流中子發(fā)生器等，甚至成了低能強(qiáng)流加速器的

5、一種通用的前級(jí)加速器，獲得了廣泛的應(yīng)用。另一方面，重離子物理研究與技術(shù)應(yīng)用的需求，包括大型重離子加速器的注入器以及利用MeV級(jí)強(qiáng)流重離子束開發(fā)研制新型微電子器件、改善材料性能和研究慣性壓縮熱核聚變等，都要求RFQ具有工作頻率低、束流負(fù)載周期高和能量可變性等特性，這就推動(dòng)了由諧振線激勵(lì)的多種四桿型RFQ的發(fā)展，以適應(yīng)重離子加速的需求。這類緊湊、小巧、成本低廉的加速結(jié)構(gòu)風(fēng)行至今，不僅在重離子加速上普遍使用，也廣泛地應(yīng)用于強(qiáng)流輕離子的加速之中。在過去的十多年間，人們對(duì)于獲得平均功率達(dá)到數(shù)1MW或數(shù)10M的高功率質(zhì)子束的可行性進(jìn)行了深入的研究，并得到了肯定的回答。從下圖可以看到這些高功率加速器發(fā)展的趨

6、勢(shì)。 用這樣的束流轟擊重金屬靶，可以產(chǎn)生強(qiáng)度極高的散列中子流。由此人們認(rèn)識(shí)到，新一代高功率的質(zhì)子加速器有著廣泛的應(yīng)用前景，包括可以用于凝聚態(tài)物質(zhì)研究用的散裂中子源，轉(zhuǎn)變核廢料用的混合反應(yīng)堆，介子和中微子工廠，放射性核素?cái)?shù)的產(chǎn)生，放射性同位素生產(chǎn)以及其他高通量中子輻照等等。由于這些應(yīng)用要求的質(zhì)子能量都在1GeV左右，只是平均強(qiáng)流即束流的平均功率不同，因此有可能用一臺(tái)強(qiáng)流質(zhì)子直線加速器通過調(diào)節(jié)不同的負(fù)載因子來實(shí)現(xiàn)以上所述多方面的綜合應(yīng)用。高功率加速器幾乎都用強(qiáng)流RFQ加速器作為高亮度離子源后的低能加速度段。研究表明，加速器的前端部，包括高亮度離子源、低能強(qiáng)流匹配運(yùn)輸段，RFQ加速器以及漂浮管增能起

7、等，是新一代高功率質(zhì)子加速器的最關(guān)鍵的組成部分。前述諸項(xiàng)應(yīng)用都要求RFQ和漂浮管增能器等在高束流功率、高負(fù)載周期甚至CW狀態(tài)下工作，并對(duì)加速器的束流的傳輸、運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出了空前嚴(yán)格的要求。這就促使各類RFQ的結(jié)構(gòu)發(fā)展到一個(gè)新的高度。四翼結(jié)構(gòu)RFQ四翼結(jié)構(gòu)RFQ是最早發(fā)展起來的比較成熟的RFQ結(jié)構(gòu)。它適宜于在200450MHz的頻率范圍內(nèi)工作。近年來，在散列中子源（SNS）和加速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（ADS）等需求的驅(qū)動(dòng)下發(fā)展了一批工作在350MHz左右的四翼型高功率質(zhì)子束RFQ加速器。這些RFQ分別將成為散裂中子源裝置、加速器核廢料處理裝置或加速器驅(qū)動(dòng)能源的前級(jí)加速器。它們運(yùn)行的平均功率要求比

8、現(xiàn)有的強(qiáng)流加速器高出12個(gè)量級(jí)。同時(shí)，對(duì)它們運(yùn)行的質(zhì)量和水平還提出了極高的要求，包括要求近乎100%的束流傳輸，以及長(zhǎng)時(shí)間無故障的高可靠性運(yùn)行等。其結(jié)構(gòu)圖如下圖2所示的LEDA RFQ由8節(jié)1m長(zhǎng)的空腔元組合而成，每個(gè)腔都是用100%的無氧銅制成的。每?jī)晒?jié)構(gòu)成一個(gè)工藝段，相鄰的工藝段之間通過共振耦合聯(lián)結(jié)在一起。8節(jié)腔中，有3節(jié)用來接真空系統(tǒng)，3節(jié)用來饋送射頻功率。為此在RFQ的外壁上開有6個(gè)8.9cm長(zhǎng)，1.7cm寬的耦合孔，分別與良好冷卻的錐形真空功率饋送波導(dǎo)相連接。為了使RFQ腔的電極得到良好的冷卻，每節(jié)腔的四翼電極上都有6個(gè)圖2所示的冷卻水道?？偟膩碚f這個(gè)RFQ的獨(dú)特之處在于大的尺寸（8

9、m長(zhǎng)，重2360kg）、大的束流功率（670KW），以及大的結(jié)構(gòu)冷卻功率（1.5MW）。四桿型（Four Rod）與微翼（Mini-vane）結(jié)構(gòu)RFQ從80年代初開始，就流行用螺旋共振線、分離環(huán)等激發(fā)的所謂四桿型RFQ等結(jié)構(gòu)。這類小巧、輕便的結(jié)構(gòu)，風(fēng)行一時(shí)。然而，桿型電極比較細(xì)，機(jī)械強(qiáng)度低，且不便于安置水冷管進(jìn)行冷卻。因此，不適于長(zhǎng)結(jié)構(gòu)和高平均功率的要求。這就推動(dòng)了微翼電極結(jié)構(gòu)的發(fā)展。近年來發(fā)展的四桿或微翼結(jié)構(gòu)主要有在高負(fù)載周期下加速質(zhì)子或重離子的RFQ加速器，如英國(guó)的ISIS，加拿大的ISAC等。加拿大的TRIUMF正在建造放射性核素束的裝置ISAC，它用來加速A/q<30的奇異核素

10、的離子束。這個(gè)裝置采用了一個(gè)工作頻率為35.3MHz、負(fù)載周期100%的四桿型RFQ，將奇異離子從2.5keV/u加速到150keV/u，然后注入一個(gè)DTL中增能至1.5MeV/u。RFQ的全長(zhǎng)8m。在RFQ之前有一個(gè)工作在11.8MHz的準(zhǔn)鋸齒波前聚束器，它被用來代替RFQ中的絕熱緩聚節(jié)。RFQ四桿電極間的設(shè)計(jì)電壓為74Kv,其安裝公差精確到0.08mm，沿著電極方向電場(chǎng)的平整度優(yōu)于1%。北京大學(xué)的小組，多年來一直致力于高負(fù)載周期重離子RFQ的研制。在國(guó)家自然基金的資助支持下他們先后研制了兩臺(tái)工作頻率為26MHz的整體分離環(huán)型加速器ISR-300和ISR-1000。ISR-300上所獲得的最

11、重要的結(jié)果是在同一個(gè)加速結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了正負(fù)氧離子的同時(shí)加速。實(shí)驗(yàn)測(cè)得正負(fù)氧離子同時(shí)為加速電場(chǎng)所俘獲，并分別聚集于相應(yīng)的兩個(gè)平衡位相上，兩者的位相差正好是180。ISR-1000實(shí)現(xiàn)了二維切割的微翼型電極結(jié)構(gòu)。電極斷面頂部為半徑不變的圓弧形，這樣的結(jié)構(gòu)不僅便于電極的直接水冷，而且便于加工，降低了制造成本。腔殼設(shè)計(jì)成可吊起的罩筒式結(jié)構(gòu)，安裝調(diào)試非常方便，使電極系統(tǒng)的安裝精度得以保證。這臺(tái)加速器運(yùn)行穩(wěn)定，已正式投入運(yùn)行、進(jìn)行材料改性的實(shí)驗(yàn)。交叉指結(jié)構(gòu)（IH-結(jié)構(gòu)）RFQ1999年德國(guó)重離子研究所(GSI)安裝了一臺(tái)高流強(qiáng)離子加速器代替原有的注入器UNILAC，它可以提供流強(qiáng)高達(dá)15mA的U4+離子。這

12、臺(tái)加速器有一個(gè)裝在IH腔中的、長(zhǎng)9.4m的RFQ加速器，后面跟一個(gè)20m長(zhǎng)的IH型漂浮管加速腔（IH-DTL），該裝置的RFQ可將離子從2.2keV/u加速到120keV/u。IH-DTL的電場(chǎng)梯度達(dá)4.2MV/m，使離子能量達(dá)到1.4MeV/u。RFQ的IH結(jié)構(gòu)如下：這臺(tái)RFQ加速器采用IH結(jié)構(gòu)，沿著9m長(zhǎng)的RFQ共有110個(gè)固定微扇電極的銅環(huán)，這些環(huán)與帶有水冷的諧振塊相聯(lián)結(jié)（見圖3）。圖4所示為目前法蘭克福大學(xué)正在發(fā)展的一種新型交叉桿-漂浮管加速器CH-DTL,這種加速器很可能成為RFQ和耦合腔加速器（CCL）之間的中介高功率質(zhì)子直線加速器。與IH結(jié)構(gòu)相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：一是腔的橫向尺寸大

13、，極間電容小，適宜于在較高的頻率下工作，這樣有利于縮小與CCL腔間相速的差距；其次分路阻抗比IH結(jié)構(gòu)大很多；再者，其機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)高于IH結(jié)構(gòu)，有可能適宜于發(fā)展為多加速間隙的超導(dǎo)結(jié)構(gòu)。目前的超導(dǎo)結(jié)構(gòu)只有23個(gè)加速間隙。在300MHz以上工作的CH型腔的內(nèi)徑約0.5m，漂浮管的直徑約2cm，所以適于建造0.53m的加速腔。據(jù)估計(jì)，CH型腔可以用來將重離子加速至150MeV/u，也可以用來加速745MeV的質(zhì)子束，流強(qiáng)可高達(dá)150MA。總之，H110和H210兩種模式的RFQ和DTL加速器都已成熟，可為未來強(qiáng)流加速器發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。超導(dǎo)RFQ加速器結(jié)構(gòu)自20世紀(jì)70年代Stanford大學(xué)首先應(yīng)用超

14、導(dǎo)加速以來，超導(dǎo)加速腔在加速儲(chǔ)存環(huán)，返航式直線加速器，重離子增能器，B子工廠以至于TTF/TESLA直線加速器和自由電子激光等上都取得了極大的成功。近年來，超導(dǎo)加速腔顯示了在加速2002000MeV的MW級(jí)高功率質(zhì)子束方面的優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展的重點(diǎn)正移向有重大應(yīng)用前景的中能高功率質(zhì)子束。意大利低能正離子加速器（PIAVE）的超導(dǎo)注入器是超導(dǎo)在RFQ上的一個(gè)應(yīng)用。PIAVE包含2個(gè)超導(dǎo)RFQ加速器SRFQ1和SRFQ2，工作頻率為80MHz，它是重離子加速器ALPI的注入器。離子由350kv平臺(tái)上的ECR源注入，經(jīng)3個(gè)諧波聚束器聚束和2個(gè)SRFQ加速后，由8個(gè)QWR超導(dǎo)加速腔提供8MW的電壓，進(jìn)行

15、增能加速。多年來，RFQ加速器已成為各種強(qiáng)流直線加速器所一致采用的前級(jí)加速結(jié)構(gòu)。當(dāng)今國(guó)際上對(duì)于散列中子源、加速器驅(qū)動(dòng)能源和其他高功率離子束應(yīng)用所呈現(xiàn)的廣泛興趣，以及由此引起的對(duì)強(qiáng)流、高功率加速器的迫切要求，以使RFQ加速器成為離子加速器發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)。面對(duì)在高的負(fù)載周期，甚至在CW狀態(tài)下，加速器高功率強(qiáng)流離子束的挑戰(zhàn)，以及對(duì)加速器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出嚴(yán)格的要求，近年來RFQ在RF結(jié)構(gòu)、制造工藝以及束流控制等方面，都取得了一系列實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。在國(guó)家自然基金的支持下，我國(guó)在高負(fù)載周期RFQ的研制上也取得了可喜的成績(jī)。第2章 RFQ加速器的結(jié)構(gòu)分析2.1 RFQ加速器腔的結(jié)構(gòu)分析2.1.1 R

16、FQ加速器的物理設(shè)計(jì)在開始設(shè)計(jì)前，一些參數(shù)必須預(yù)先給定。選擇注入粒子的能量為75 keV，射頻頻率為352 MHz?？紤]到RFQ 的機(jī)械加工有很高的技術(shù)難度，物理設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能降低加工難度。同時(shí)，ADS對(duì)加速器裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性也有很高要求。從這兩個(gè)因素考慮，且為了調(diào)試的方便和運(yùn)行的可靠，保持RFQ翼間電壓V沿整個(gè)裝置不變，選擇為18倍Kilpatrick系數(shù)。在電極調(diào)制被忽略的情況下，RFQ單位長(zhǎng)度上的分布電容取決于電極頭曲率半徑與平均孔徑之比(R。)，保持翼間電壓為常數(shù)最容易的辦法是保持R。為常數(shù)。為了縮短翼頂調(diào)制曲面數(shù)控加工時(shí)間以控制加工期間溫度變化產(chǎn)生的加工誤差，決定采用成形刀具，即電極頭

17、曲率半徑為常數(shù)。這樣就應(yīng)保持R。不變。其結(jié)果是，除了出入口，RFQ腔體的橫截面尺寸不沿縱向位置變化，這對(duì)簡(jiǎn)化加工難度大有好處。在V 和R。不變的情況下，聚焦系數(shù)B應(yīng)基本不變。至此，在動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)中隨縱向變化的物理參數(shù)便僅有調(diào)制系數(shù)m(z)和同步相位(z )。當(dāng)然，其它參數(shù)值的選取仍是動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在這樣的給定條件下開始粒子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是將束流損失控制到最低點(diǎn)，這意昧著RFQ加速器要有很高的束流傳輸效率。嚴(yán)格控制束流損失是強(qiáng)流質(zhì)子加速器的關(guān)鍵物理與技術(shù)問題，因束流損失在加速結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的感生放射性將妨礙人們對(duì)機(jī)器及時(shí)的手工維護(hù)，特別是較高能量的質(zhì)子束所帶來的對(duì)設(shè)備的活化，必須認(rèn)真

18、對(duì)待。RFQ加速結(jié)構(gòu)的基本材料是無氧銅，在其最高束流能量35 MeV 以下，存在的活化反應(yīng)為Cu(P，n) Zn，其反應(yīng)閾能Eth=216 MeV，Zn的半衰期T½ =244 d。在加速過程中，絕大部分束流損失應(yīng)控制在這個(gè)反應(yīng)閾能之下。2.1.2 RFQ加速器腔電極的結(jié)構(gòu)分析電極作為加速器的核心, 不但要求有較高的加工精度和表面質(zhì)量, 還對(duì)組裝后的四根電極的對(duì)稱性和對(duì)束流中心的同軸度有較高要求。我們采用在電極上開槽定位膜片, 再將電極和膜片進(jìn)行鉚接。此方法最大限度地防止了電極變形。并且, 根據(jù)電極的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 設(shè)計(jì)和制作了專用的工裝, 用以進(jìn)行電極的加工和組裝, 從而確保了電極的結(jié)構(gòu)

19、精度。2.2 根據(jù)RFQ結(jié)構(gòu)制定加工流程根據(jù)RFQ加速器腔體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定出其加工流程如下TU2材料的選購(gòu)、檢測(cè)（1180mm265mm135mm矩形）在矩形塊中測(cè)量孔位、打深孔水平電極毛坯加工垂直電極毛坯加工配水平電極水堵頭、焊接水堵頭，檢漏。半精加工水平電極內(nèi)、外腔。配垂直電極水堵頭、焊接水堵頭，檢漏。半精加工垂直電極內(nèi)、外腔。退火處理，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量所要求的平行度、垂直度等退火處理，進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量所要求的平行度、垂直度等精加工水平電極的內(nèi)、外腔精加工垂直電極的內(nèi)、外腔把垂直電極和水平電極進(jìn)行釬焊處理，保證不變形或微量變形。加工定位銷，對(duì)裝配好的電極腔進(jìn)行檢測(cè)。以此流程圖為加工指南進(jìn)行生

20、產(chǎn)加工。這樣可使機(jī)械零件加工按部就班，提高機(jī)械加工的效率。第3章 RFQ加速器的工藝設(shè)計(jì)RFQ 加速器的機(jī)械設(shè)計(jì)根據(jù)物理設(shè)計(jì)進(jìn)行。在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中, 充分考慮到了國(guó)內(nèi)加工條件與加工工藝的可實(shí)現(xiàn)性。設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)有: 電極為膜片結(jié)構(gòu), 既要保證電接觸, 又要防止變形, 加工和組裝的難度都很大; 組裝后的電極為不可拆結(jié)構(gòu), 變形無法矯正。3.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起到重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度，應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下面公式計(jì)算： N=Qn(1+a%+b%)如零件圖所示，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為200臺(tái)，設(shè)其備用品

21、率為 25% ，機(jī)械加工廢品率為 25% ，現(xiàn)制定該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。技術(shù)要求鑄件應(yīng)消除應(yīng)力。未注明的鑄件圓角為R5。鑄件表面不得有粘沙、裂紋等缺陷。去毛刺，銳變倒角。材料為無氧銅（TU2）。未注明倒角為C1根據(jù)圖紙可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。3.2 毛坯的選擇機(jī)械加工中毛坯種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)零件圖所選擇的材料，零件加工工藝規(guī)程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點(diǎn)，零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 在本次設(shè)計(jì)中所選的毛坯材料為鍛件。3.3 工藝內(nèi)容安排工序的集中與分散 本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件的生產(chǎn)類

22、型為中批量生產(chǎn)，可以采用CNC加工中心配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。（1）加工設(shè)備以通用為主（2）工序當(dāng)集中(3) 加工過程劃分階段（4）大量采用專用工裝3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇（2）精基準(zhǔn)的選擇3.5 制定工藝路線根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定加工方法如下：3.6 選擇機(jī)床、夾具、刀具1.1 RFQ加速器第一腔水平電極加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1.1工藝文件 機(jī)械加工工藝過程卡工廠機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號(hào)圖號(hào)產(chǎn)品

23、名稱RFQ文件編號(hào)產(chǎn)品名稱TU2數(shù)量1材料規(guī)格1180263132（mm）產(chǎn)品名稱總工作時(shí)間工序號(hào)工作名稱工作內(nèi)容 設(shè)備 工藝設(shè)備作業(yè)時(shí)間名稱型號(hào)名稱型號(hào) 1下料按1180263132下料切割機(jī)V形塊 2 車車出大體模型車床三爪卡盤 3 銑按要求銑出兩槽銑床分度頭 3 鉆鉆出各加工面上的孔 4 磨達(dá)到要求尺寸及粗糙度 5 檢標(biāo)記處數(shù)簽字日期編制校對(duì)審核會(huì)簽日期第1頁共1頁1.1.2 工序卡工廠機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)部件圖號(hào)產(chǎn)品名稱部件名稱共1頁第1頁車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)毛坯種類毛坯外形尺寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工數(shù)夾具編號(hào)夾具名稱切削度工位器具編號(hào)工位器具

24、名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度（mm）進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)機(jī)動(dòng)輔助12設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改號(hào)簽字日期1. 2 RFQ加速器第一腔上垂直電極加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.2.1 工藝文件 機(jī)械加工工藝過工廠機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號(hào)圖號(hào)產(chǎn)品名稱RFQ文件編號(hào)產(chǎn)品名稱TU2數(shù)量1材料規(guī)格1180263132（mm）產(chǎn)品名稱總工作時(shí)間工序號(hào)工作名稱工作內(nèi)容 設(shè)備 工藝設(shè)備作業(yè)時(shí)間名稱型號(hào)名稱型號(hào) 1下料按1180263132下料切割機(jī)V形塊 2 車車出大體模型車床三爪卡盤 3 銑按要求銑出兩槽銑床分度頭 3 鉆鉆出各加工面上的孔

25、 4 磨達(dá)到要求尺寸及粗糙度 5 檢標(biāo)記處數(shù)簽字日期編制校對(duì)審核會(huì)簽日期第1頁共1頁1.2.2工序卡工廠機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)部件圖號(hào)產(chǎn)品名稱部件名稱共1頁第1頁車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)毛坯種類毛坯外形尺寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工數(shù)夾具編號(hào)夾具名稱切削度工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度（mm）進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)機(jī)動(dòng)輔助12設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改號(hào)簽字日期第4章 RFQ加速器的組裝4.1 釬焊材料的選擇4.2 總體的焊接4.3 總體清潔與維護(hù)總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校

26、學(xué)習(xí)最重要環(huán)節(jié)之一，也是最后的一環(huán)。對(duì)我來說，畢業(yè)論文就是對(duì)于在大學(xué)四年當(dāng)中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次總結(jié)。在這幾個(gè)月的忙碌中，終于能夠順利的完成了RFQ加速器腔結(jié)構(gòu)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的是RFQ加速器腔結(jié)構(gòu)的加工工藝規(guī)程，在設(shè)計(jì)完這個(gè)RFQ加速器腔結(jié)構(gòu)工藝后，我深深地體會(huì)到了RFQ加速器腔結(jié)構(gòu)雖然只是一個(gè)小小的部件，但是仍然要有很高的技術(shù)要求。在這一次的設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)了自己還是有些問題不是很懂，就是有了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我通過向老師請(qǐng)教或是查看資料把這些問題一一弄懂，是自己的知識(shí)進(jìn)一步充實(shí)。隨著這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，我受益匪淺。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中深深的體會(huì)到如果想成為一名工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具有什么樣

27、的思想，具備的思考問題、解決問題的能力。同時(shí)也讓我進(jìn)行了一次總的復(fù)習(xí)和鞏固自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，這對(duì)于我來說這是一次十分難得的機(jī)會(huì)，把這四年中所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次綜合的總結(jié)并應(yīng)用到設(shè)計(jì)中。在此期間是自己進(jìn)一步鞏固了對(duì)Inventor繪圖軟件、Word軟件的應(yīng)用，使之有了一定的進(jìn)步。經(jīng)過了三個(gè)多月的忙碌終于完成了RFQ加速器腔結(jié)構(gòu)的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，當(dāng)完成的那一刻心里終于可以松了一口氣，感覺整個(gè)人變得輕松多了，看來畢業(yè)設(shè)計(jì)給自己的壓力還是蠻大的?，F(xiàn)在想想之所以自己會(huì)有這么大的壓力，大多是因?yàn)樽约簩?duì)于設(shè)計(jì)需要掌握的一些知識(shí)不夠熟練，知識(shí)的欠缺使得自己在設(shè)計(jì)中處處碰壁，有時(shí)寸步難行。不過通過此次設(shè)計(jì)已

28、經(jīng)使得自己對(duì)這些知識(shí)有了進(jìn)一步的了解和掌握，自己的知識(shí)進(jìn)一步充實(shí)。經(jīng)過了幾個(gè)月的忙碌，其中有苦，有甜。但這些都很值得，因?yàn)榻?jīng)過這次的設(shè)計(jì)，不僅使得自己的知識(shí)進(jìn)一步充實(shí)，還使自己對(duì)以后的工作內(nèi)容有了初步了解。使自己懂得了萬事只要自己努力了，就會(huì)有收獲。主要參考文獻(xiàn)1. 強(qiáng)流質(zhì)子RFQ加速器高頻數(shù)字低電平控制系統(tǒng)，慕振成，李剛，李健，徐新安，姚遠(yuǎn)，喬際民，張宗花，劉少真。強(qiáng)激光與粒子束，2010.12。2傅世年,關(guān)遐令,高流強(qiáng)RFQ質(zhì)子加速器研制,原子能科學(xué)技術(shù),2009.12.43(1):159-164.34金屬加工工藝.5數(shù)控加工工藝分析. 6.郭之虞,謝誼,劉克新等.一種低能散RFQ加速器的

29、物理設(shè)計(jì).高能物理與核物理,2006.2.30(1):114-116.7. 陳佳洱 方家馴, 射頻四極場(chǎng)（RFQ）加速器的進(jìn)展,自然科學(xué)進(jìn)展,2001.11.11(11)8. 機(jī)械工藝規(guī)程的制定，工件的裝夾與夾具，陳磊，繆燕平，梅陽寒，徐學(xué)峰，莊嚴(yán)。機(jī)械制造工藝，2010.8。致 謝三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，經(jīng)過了期間一些小的挫折，但是經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助和自己的努力終于完成了RFQ加速器的結(jié)構(gòu)加工工藝設(shè)計(jì)。在最后我只能用一句簡(jiǎn)單但是發(fā)自內(nèi)心的的話語表達(dá)自己對(duì)張老師的感謝：“謝謝您的關(guān)心?！备?錄1 三坐標(biāo)測(cè)量法介紹1.1測(cè)頭校正1，測(cè)頭的測(cè)力和測(cè)針的長(zhǎng)度測(cè)力影響測(cè)量精度選擇適合測(cè)針長(zhǎng)度的

30、測(cè)頭，注意測(cè)力和測(cè)針長(zhǎng)度（重量）的協(xié)調(diào)。為什么測(cè)針的等效直徑小于名義值因?yàn)橹挥薪佑|后才能觸發(fā)。觸發(fā)后的計(jì)數(shù)鎖存的時(shí)間。測(cè)量機(jī)停止時(shí)慣性。測(cè)針變形。測(cè)針越長(zhǎng)，等效直徑越小。結(jié)論：校正測(cè)針的速度要與測(cè)量速度一致。2，測(cè)頭位置的校正用標(biāo)準(zhǔn)球取其球心坐標(biāo)得到不同測(cè)頭位置之間的關(guān)系矩陣，將不同的測(cè)頭位置測(cè)量的元素轉(zhuǎn)換到一個(gè)測(cè)頭位置來計(jì)算。校正測(cè)針時(shí)用三層以上測(cè)點(diǎn)。測(cè)頭位置校正的檢查，使用各校正后的測(cè)針測(cè)同一個(gè)球的球心，觀察球心坐標(biāo)的變化。3，增加測(cè)頭位置如何校正如果標(biāo)準(zhǔn)球沒有移動(dòng)，可以直接對(duì)新增加的測(cè)針校正。如果移動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)球，先校正1針，再校正新測(cè)針。已校正的位置不必重新校正。自動(dòng)更換測(cè)針組的校正必須成

31、組校正。4，星形測(cè)針的校正星形測(cè)針的測(cè)量方向觸發(fā)式測(cè)頭大部分是5W。只有5方向進(jìn)行觸發(fā)（±X、 ± Y、Z）。 +Z方向是向側(cè)面打滑后觸發(fā)，誤差比較大。只能用球形測(cè)針，不能用柱形。測(cè)量時(shí)盡量沿零件法向測(cè)量，避免測(cè)針打滑。星形測(cè)針變化位置后校正方法標(biāo)準(zhǔn)球的支撐方向必須隨測(cè)針方向改變，才能校正所有測(cè)針位置。可以自制六方體，方便改變標(biāo)準(zhǔn)球位置。5，測(cè)量元素的分析5.1 元素的測(cè)針半徑補(bǔ)償點(diǎn)的半徑補(bǔ)償方向，以坐標(biāo)系的軸向和測(cè)頭回退方向?yàn)闇?zhǔn)。測(cè)量元素的分析面、線的測(cè)頭補(bǔ)償。圓、圓柱、圓錐的半徑補(bǔ)償。曲線、曲面的半徑補(bǔ)償。星型測(cè)針的半徑補(bǔ)償，取平均值。5.2 測(cè)量誤差和測(cè)點(diǎn)的數(shù)量1.2

32、 坐標(biāo)系1， 建立零件坐標(biāo)系的原則識(shí)別圖紙的基準(zhǔn)，根據(jù)圖紙的A、B、C基準(zhǔn)。選擇適合的基準(zhǔn)，零件基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。正確理解321建立坐標(biāo)系。編程時(shí)使用的零件坐標(biāo)系。巧妙使用擬和坐標(biāo)系。特殊坐標(biāo)系和靈活利用坐標(biāo)系。2， 斜孔的測(cè)量使用回轉(zhuǎn)體零件坐標(biāo)系測(cè)量中的幾個(gè)難題2.1小圓弧小于1/4圓，會(huì)出現(xiàn)很大的測(cè)量誤差，分辨力、重復(fù)性原因。增加測(cè)量點(diǎn)。改變方法，測(cè)量輪廓。擬合的方法。（根據(jù)具體情況，探討）擬合法測(cè)量小圓弧 2.2 同軸度基準(zhǔn)與被測(cè)的關(guān)系。測(cè)量方法的限制。按照實(shí)際使用的情況處理。公共軸線法求同軸度誤差窄平面的平行和垂直度。窄平面對(duì)矢量方向影響大的因素。輸入?yún)⒖奸L(zhǎng)度的選擇。轉(zhuǎn)換測(cè)面為

33、測(cè)線。2.3 測(cè)量距離小平面的距離。圓心距離，測(cè)孔還是測(cè)圓柱。2.4 柱與平面的垂直度互為基準(zhǔn)時(shí)選擇大基準(zhǔn)。2.5 毛坯件的測(cè)量選擇大球的測(cè)針。多采點(diǎn)。指定位置。去毛刺2.6 螺紋孔測(cè)量用銷子輔助測(cè)量孔位置。2.7 位置度測(cè)量的基準(zhǔn)選擇正確理解圖紙的要求，確定評(píng)價(jià)的要求和評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。測(cè)量和定義這些基準(zhǔn)。建立坐標(biāo)系的元素可以和基準(zhǔn)元素分開?？梢詫⒆鴺?biāo)系的元素轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)元素。附 錄 2 釬焊材料硬釬料  類別 牌號(hào)規(guī) 格熔點(diǎn)() 主要成份(%) 用 途相當(dāng)AWS 銅鋅L103絲885-888 Cu54 Zn Rem.釬焊銅、青銅和鋼等受力不大工件L104箔 890-930 Cu57 Mn2

34、Co2 Zn Rem. 釬焊硬質(zhì)合金刀具銅磷L201 鑄條、絲、粉 710-800 P7 Cu Rem. 釬焊銅及銅合金B(yǎng)CuP-2 L204 鑄條、絲 640-815 P5 Ag15Cu Rem. 釬焊銅及銅合金、銀、鉬等金屬。 BCuP-5 L205 鑄條、絲、箔 640-800 P6 Ag5Cu Rem. 釬焊銅及銅合金B(yǎng)CuP-3 L207 鑄條、絲 640-770 P7 Ag5Cu Rem. 釬焊銅及銅合金B(yǎng)CuP-7 L209 鑄條、絲 684-710 P7 Ag2Cu Rem. 釬焊銅及銅合金。 BCuP-6 銀基 L302 絲 745-775 Ag25 Cu40Zn Rem.

35、釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等L303 絲 660-725 Ag45 Cu30Zn Rem.釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等BAg-5 L303F 涂藥絲 660-725 Ag45 Cu30Zn Rem. 外涂釬劑的L303，用途與L303相同 BAg-5 L304 箔690-775 Ag50 Cu34Zn Rem. 釬焊銅及銅合金、鋼等BAg-6 L308 絲 779-780 Ag72 Cu Rem. 銅和鎳的真空或還原保護(hù)氣氛釬焊 BAg-8 L312 絲 595-605 Ag40.Cu.Zn.Cd 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等 L313 絲 625-635 Ag50.Cu.Zn.Cd 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等BAg-1a L321 絲 615-650 Ag56.Cu.Zn.Sn 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等BAg-7 L323 絲 665-755 Ag30.Cu.Zn.Sn 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等L325 絲 645-685 Ag45.Cu.Zn.Sn 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等 BAg-36 L326 絲 650-720 Ag38.Cu.Zn.Sn 釬焊銅及銅合金、鋼及不銹鋼等BAg-34 鋁基 L400 鑄條、絲 577-582 Si11.5Al Rem. 鋁及鋁合金的釬焊 BAlSi-4 L401 鑄條 525-535 S