一种激光雷达弧面视窗硬化工装的制作方法

本技术属于激光雷达光学部件制造，具体涉及一种激光雷达弧面视窗硬化工装。

背景技术：

1、激光雷达是自动驾驶、环境感知等领域的核心传感器，其弧面视窗作为激光信号传输的关键光学部件需具备高透光率、耐冲击、抗划伤等性能。弧面视窗表面硬化处理直接影响产品的使用寿命和光学性能。现有弧面视窗硬化工艺中，硬化料柄及配套治具设计存在显著技术缺陷，主要体现在以下方面：

2、首先，硬化料柄分布于水口上方，导致料柄体积过大。传统模具设计中，硬化料柄通常设置在主流道上方，用于硬化时吊装固定，吊柄上还需要留孔状结构，用于穿钢丝，导致料柄长度较长，主流道冷料井位于水平方向，用于容纳注塑冷料，硬化料柄和冷料井的现有分开式结构，造成原材料严重浪费。以某型号激光雷达弧面视窗为例，传统硬化料柄和主流道冷料井体积约5cm³，占水口体积的30%以上，原材料损耗率高，增加生产成本。

3、其次，硬化工序繁琐，治具结构复杂。现有工艺中，硬化治具需先倒置，将产品硬化料柄向下插入槽内，再将钢丝穿入固定孔，再翻转治具挂入治具架。该过程涉及多次翻转和钢丝固定操作，工序步骤多（通常包括治具倒置→产品硬化料柄插入治具→穿钢丝→翻转挂架→矫正挂姿等5个步骤），单架（单个治具架子，每架一般放8-10个产品）产品硬化工序固定产品时间长达3分钟，生产效率低下。同时，治具需适配钢丝固定结构，设计复杂，加工成本高，且钢丝易变形，需频繁更换，进一步增加维护成本。

4、再次，产品固定稳定性差，影响硬化积液效果。传统治具通过钢丝单点或多点固定产品，固定力分布不均，在硬化处理过程中（如浸涂硬化液或喷涂硬化剂时），产品易发生松动或晃动，导致硬化液在弧面视窗表面分布不均，出现积液过厚、过薄或局部缺失等缺陷。检测数据显示，传统工艺下硬化层厚度偏差可达±3μm，影响产品光学性能一致性。

5、上述问题制约了激光雷达弧面视窗的规模化生产，亟需通过结构创新优化料柄设计及治具结构。

技术实现思路

1、针对现有激光雷达弧面视窗硬化料柄及硬化工艺存在的料柄体积过大、材料浪费严重，硬化工序繁琐、治具复杂，产品易松动、硬化积液效果差等问题，本实用新型的目的在于提供一种激光雷达弧面视窗硬化工装，通过优化硬化料柄位置及形状、设计兼容式治具卡槽及夹子固定结构，实现减小料柄体积、节省材料、简化硬化工序、提升产品固定稳定性及硬化积液效果的目标。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种激光雷达弧面视窗硬化工装，包括弧面视窗本体、治具本体和夹子，所述弧面视窗本体依次连接有分流道和主流道，在主流道正下方设有冷料井，所述治具本体上设有多个与冷料井适配的卡槽；所述冷料井呈方柱式结构，且与主流道相连通，用于引导并储存注塑过程中的冷料，冷料井在装入治具本体上的卡槽时能够固定弧面视窗本体，具备硬化料柄的作用。

4、进一步的，所述治具本体为长方体形状，所述分流道为u型，冷料井在装入治具本体上的卡槽时，所述夹子将主流道的水口和治具本体夹紧固定。

5、所述冷料井的长度为 8-15mm，宽度为 8-15mm，高度为 10-15mm，且冷料井内壁表面粗糙度 ra≤1.6μm。

6、所述卡槽的内壁与冷料井的外壁之间的配合间隙为 0.1-0.3mm，卡槽深度为冷料井高度的 1/2-4/5。

7、所述夹子为弹性机械夹，包括固定座和可转动夹持臂，夹持臂末端设有防滑橡胶垫，夹持力范围为 5-10n。

8、所述冷料井与主流道为一体成型。

9、所述治具本体采用铝合金材质，且表面经过阳极氧化处理。

10、所述治具本体上的卡槽数量为 8 个，且均匀分布在治具本体上。

11、所述弹性机械夹的夹持臂转动角度范围为 0-90°。

12、与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

13、（1）大幅减小水口体积，节省材料。硬化料柄从上方移至下方，与主流道冷料井合并，配合方柱式紧凑设计，硬化料柄和主流道冷料井体积可从传统的5cm³减小至1cm³以下，占水口体积从30%降到10%以内，显著降低原材料成本。

14、（2）简化硬化工序，加快硬化节拍。产品通过冷料井直接卡入治具卡槽，配合夹子固定水口，无需传统工艺中的治具倒置、穿钢丝、翻转挂架、矫正挂姿等步骤，固定工序步骤减少至2个（卡入卡槽→夹子固定），单架产品硬化工序固定时间缩短至1分钟，生产效率提升200%。

15、（3）提升产品固定稳定性，改善硬化积液效果。方柱式冷料井与卡槽的面接触配合，限制水平方向晃动，结合夹子的辅助固定，限制垂直方向晃动，使产品固定力分布均匀，夹持稳定性显著提升。硬化过程中产品无松动，硬化液在弧面视窗表面均匀分布，硬化层厚度偏差从传统的±5μm降至±2μm以内，光学性能一致性提高。

16、（4）降低治具复杂度和维护成本。治具取消钢丝固定结构，采用卡槽与夹子组合设计，结构简单，加工难度降低，治具制造成本减少40%；同时，夹子为机械弹性结构，无易损件，维护周期延长至传统治具的3倍以上，降低维护成本。

1.一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，包括弧面视窗本体、治具本体和夹子，所述弧面视窗本体依次连接有分流道和主流道，在主流道正下方设有冷料井，所述治具本体上设有多个与冷料井适配的卡槽；所述冷料井呈方柱式结构，且与主流道相连通，用于引导并储存注塑过程中的冷料，冷料井在装入治具本体上的卡槽时能够固定弧面视窗本体，具备硬化料柄的作用。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述治具本体为长方体形状，所述分流道为u型，冷料井在装入治具本体上的卡槽时，所述夹子将主流道的水口和治具本体夹紧固定。

3.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述冷料井的长度为 8-15mm，宽度为 8-15mm，高度为 10-15mm，且冷料井内壁表面粗糙度 ra≤1.6μm。

4.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述卡槽的内壁与冷料井的外壁之间的配合间隙为 0.1-0.3mm，卡槽深度为冷料井高度的 1/2-4/5。

5.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述夹子为弹性机械夹，包括固定座和可转动夹持臂，夹持臂末端设有防滑橡胶垫，夹持力范围为 5-10n。

6.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述冷料井与主流道为一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述治具本体采用铝合金材质，且表面经过阳极氧化处理。

8.根据权利要求2所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述治具本体上的卡槽数量为 8 个，且均匀分布在治具本体上。

9.根据权利要求5所述的一种激光雷达弧面视窗硬化工装，其特征在于，所述弹性机械夹的夹持臂转动角度范围为 0-90°。