[发明专利]基于超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置，包括可旋转长方形铸铁基座、凸起的基座中心圆台、可旋转基座圆台、布设在该长方形铸铁基座水平方向和垂直方向的定位十字槽、布设在所述基座中心圆台和可旋转基座圆台之间的沿基座长度方向左右对称两块凸起的螺旋扇台面、布设在所述螺旋扇台面周边的一系列销孔、布设在所述螺旋扇台面表面的一系列用于固定的螺钉孔，所述该可旋转基座圆台的直径长度与沿基座长度方向左右对称的两块凸起的螺旋扇台面的长度相配合。本发明将坐标定位方法、径向快速定位方法、周边多孔定位方法、公差等级定位方法这四种定位方法组合使用，解决了本领域长期以来复杂曲线磁极垫补加工定位时的疑难问题。

技术领域

本发明属于回旋加速器技术领域，尤其涉及一种基于超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置和方法。

背景技术

在超导回旋加速器中，为了提高轴向聚焦，一般采用大型的螺旋扇形磁极。为了对回旋加速器磁场进行精细修正，往往需要往复拆卸磁极进行多次加工垫补，加工时磁极的安装状态要求和在磁铁上几乎一样，即机床上加工时磁极各条边的定位误差在0.1mm以内。

对于直边扇形的磁极，磁极有四条侧边：两条直边和内外两条圆弧形边，只需要对两条直边和一条圆弧边进行定位即可，因为直边和圆弧边在机床上是比较好实现精确定位的。中国原子能科学研究院230MeV超导质子回旋加速器采用四扇螺旋磁极结构，上下对称共8块磁极，每块磁极可从磁铁上拆下，并运输到工厂进行加工，最终实现对磁场的垫补修正。该磁极侧边由两条圆弧边和两侧的螺旋扇边组成，每条边根据理论尺寸加工而成，加工公差在0.05mm以内，垫补加工要求磁极的所有侧边定位精度均在 0.10mm以内，以满足物理设计的要求，相比于直边扇形磁极，难以找到定位基准，安装、定位精度难以保证。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于超导回旋加速器螺旋扇磁极的加工定位装置和方法，目的是解决回旋加速器中螺旋扇磁极垫补加工时的安装、定位精度问题。

本发明为解决其技术问题采用以下方法：

基于超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置，其特点是：所述超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置包括长方形铸铁基座、布设在长方形铸铁基座上的对应所述螺旋扇磁极内半径圆弧的凸起的基座中心圆台、布设在长方形铸铁基座上的对应所述螺旋扇磁极外半径圆弧的带有卡槽的可旋转基座圆台、布设在该长方形铸铁基座水平方向和垂直方向的定位十字槽、布设在所述基座中心圆台和可旋转基座圆台之间的沿基座长度方向左右对称两块凸起的螺旋扇台面、布设在所述螺旋扇台面周边的一系列销孔、布设在所述螺旋扇台面表面的一系列用于固定的螺钉孔，所述该可旋转基座圆台的直径长度与沿基座长度方向左右对称的两块凸起的螺旋扇台面的长度相配合。

所述长方形铸铁基座厚度应保证工装整体的刚性,所述十字槽的水平方向和垂直方向的夹角为90度、平面度好于0.10mm；所述螺旋扇台面侧边尺寸与磁极理论尺寸一致。

所述左右对称两块凸起的螺旋扇台面周边设有一系列销孔，具体为：螺旋扇台面每条螺旋边外侧设有≥2个销孔，螺旋扇台面外半径圆弧的外侧边设有≥2个销孔。

所述每个销孔的直径≥5mm,每个销孔中心离台面侧边的最近距离为销孔直径的一半。

所述螺旋扇磁极分上下两扇同时定位在左右对称的两块凸起的螺旋扇台面上。

一种基于超导回旋加速器的螺旋扇磁极加工定位装置的定位方法，包括以下步骤：

步骤一、磁极内边与装置中心圆台边圆弧面贴紧；

步骤二、所有销孔安装销子直径公差大的销子，调整磁极位置，使得所有销孔内均插入销子；

步骤三、所有销子逐个更换为销子直径符合公差的销子，不断微调磁极位置，直到所有销子更换完成；