成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）
析结果，进行对撞段真空管上磁铁槽纵向尺寸设计。各磁铁槽相对于磁铁中心为非对称结构，其中靠近固定支撑点一侧留有对撞段真空管运动空间，保证其纵向边缘与磁铁间距在整个烘烤过程中大于5mm，以避免两者之间发生相互干涉。由于相对于固定支撑点的距离不同，各磁铁槽预留的空间尺寸各不相同。在远离固定支撑点一侧仅需按静态状况留出足够间距。这样可以使得磁铁槽间保留的隔断尽量宽，对对撞段真空管的强度有利。
(六) 对撞段真空管的烘烤结构
为了降低热出气率，迅速达到超高真空状态，需对对撞段真空管进行150℃真空烘烤。目前设计采用电加热器烘烤方案，根据对撞段真空管与磁铁的空间位置关系，沿对撞段真空管外侧壁或外侧上下面设计有加热器固定螺孔用于固定条形加热器。
(七) 焊接结构设计
由于设计中选材及成型工艺要求，铝合金超高真空焊接是储存环对撞段真空管制造中的一个关键工艺，而焊接结构设计是保证焊缝密封性能﹑减小焊接变形的关键。对撞段真空管焊接结构设计如下：
由于铝合金焊接中容易出现裂纹、气孔等焊接缺陷，易产生真空泄漏，加之对撞段真空管管体庞大，结构复杂，为确保一旦出现泄漏时可以进行方便的补焊，在对撞段真空管设计中未按照常规超高真空工艺要求采用内焊工艺，而是全部焊缝采用外焊结构设计。
为了避免外焊可能形成的内部封闭空间，减小夹缝气源，在焊缝内部开设排气槽，同时在选择焊接参数时保证能够尽量形成穿透焊接。
铝合金材料热传导率高，热影响区域大，为减小焊接中高热量输入，减小热变形，设计采用凸出薄焊嘴型焊缝工艺结构，如图1.17所示。另外，一旦发生焊缝泄漏时，可以方便地剔除局部材料，为补焊留出余量。
对撞段真空管端部与法兰颈部间均采用与侧壁相同的凸嘴型焊接结构，端面与侧面及法兰颈间均采用大园角过渡方案，以利于焊缝间的自然过渡，防止在直角焊缝搭接处形成泄漏。
21
成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）
图1.17 焊接边
1．9．1 设计的基本性能要求
在储存环物理和真空设计总的基础上，综合两者的要求考虑，对真空室提出了如下机械性能要求：
(1)对撞段真空管在未抽真空状态下的形状、尺寸、精度、表面粗糙度等应满足工程设计图纸中的各项要求。
(2) 对撞段真空管在总装完成后，内部处于真空状态下（10Torr）, 对撞段真空管上下壁最大凹陷变形各小于0.6mm。
(3)机械尺寸满足与相关系统间的配合关系要求，真空室平面度<0.6mm，束流室内表面粗糙度<0.8μm。B铁段弦长误差小于0.3mm。
(4)焊缝表面均匀、光洁，无夹渣、气孔及焊瘤，焊缝以外无烧熔斑点。 (5) 对撞段真空管外表面光洁、美观，无污染及操作。 (6)法兰密封面不得有任何操作、划痕。
?5
22
成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）
第二章 对撞段真空管建模及绘图
2．1 Solidworks2007概述
Solidworks2007是Windows原创的三维实体设计软件，全面支持微软的OLE技术。它支持OLE2.0的API后继开发工具，并且已经改变了CAD/CAE/CAM领域传统的集成方式，使不同的应用软件能集成到同一个窗口，共享同一数据，以相同的方式操作，没有文件传输的烦恼。“基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统”贯穿于设计、分析、加工和数据管理整个过程。Solidworks因其在关键技术的突破、深层功能的开发和工程应用的不断拓展，而成为CAD市场中的主流产品。Solidworks内容博大精深，基本涉及平面工程制图、三维造型、求逆运算、加工制造、工业标准交互传输、模拟加工过程、电缆布线和电子线路等应用领域。
Solidwokrs 可充分发挥用三维工具进行产品开发的威力，它提供从现有二维数据建立三维模型的强大转换工具。Solidworks 能够直接读取DWG格式的文件，在人工干预下，将 AutoCAD 的图形转换成Solidworks三维实体模型。另一方面，Solidworks 软件对于熟悉Windows的用户特别易懂易用，它的开放性体现在符合Windows标准的应用软件，可以集成到Solidworks软件中，从而为用户提供一体化的解决方案
使用、这套简单易学的工具，机械设计师能快速、方便地按照其设计思想绘制草绘及三维实体模型；在设计过程中，可运用特征、尺寸及约束功能，准确制作设计模型，并绘制出详细的工程图；根据各零件间的相互装配关系，可快速实现零部件的装配，完成总体设计任务。
Solidworks功能强大，能够完成机械设计过程中所有的设计任务，其基本常见的功能如下：
(1) 特征
是Solidworks中的重要概念和功能，是指各种零件上单个的加工形状，当将他们组合起来时就形成各种零件。如零件上的结构要素凸台、凹槽、倒角、圆角、各种孔、加强筋等都是Solidworks意义下的特征。
(2) 三维实体建模
在Solidworks中，根据人们的习惯，可以先直接生成三维实体模型，然后根据工程要求，生成实际生产中所需要的工程图、二维平面图。
(3) 关联性
23
成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）
在Solidworks中，零件模型、用这些零件装配形成的装配体以及它们的工程图是相互联系在一起的，对零件模型的修改，会影响装配体中相应的该零件的形状或尺寸。同样，对装配体中某个零件的修改或对工程图进行的修改，会反馈到相应的零件模型中。
(4) 尺寸驱动
在建立零件模型是，与零件草图几何体相关的尺寸、与特征自身相关的尺寸可以被Solidworks系统自动记录，并与模型一起保存，对这些尺寸进行修改，可以驱动模型按设计人员的设计意图产生相应的改变。
(4) 约束性
在Solidworks中，可利用平行、垂直、固定、水平、竖直、同心、重合及指定距离等几何关系，对草图中的几何要素、装配体中的零件进行约束，以实现设计人员的设计思想。也可以使用方程式建立参数之间的数学关系，约束几何要素和零部件，完成设计意图。
2．2 利用Solidworks建立对撞段真空管模型
Solidworks2007中建立的模型
建模基本步骤如下：
草绘对撞段真空管的轮廓图 → 由草绘的轮廓图拉伸50mm → 束流室切除拉伸 → 前室切除拉伸 → 前室六级磁铁处拉伸（防止穿透）→ 前端束流室法兰拉伸 → 前端束流室法兰焊接平台拉伸 → 后端束流室法兰拉伸 → 后端束
24
成都电子机械高等专科学校毕业设计（论文）
流室法兰焊接平台拉伸 → 真空通气室拉伸切除 → 四极磁铁配合凹槽拉伸切除 → 六极磁铁配合凹槽拉伸切除 → BPM孔旋转切除 → 3个法兰孔旋转切除 → 1号光子吸收器拉伸切除 → 2号光子吸收器拉伸切除 → 1、2号光子吸收器法兰脖子拉伸 → 1、2号光子吸收器焊接平台拉伸 → 打孔（各个小螺纹孔和准直孔） → 焊接边缘拉伸 → 各个倒角和圆角
注：上片和下片模型的建立步骤基本一样，下片可以在上片的基础上镜像而来，但是下片多了支架孔。
2．3、绘制装配图与零件图
由Solidworks中建立的模型绘制成工程图，再另存为“.dwg”格式的文件，即在Autocad中能打开，然后在Autocad中标注尺寸，也可在Solidworks中标注尺寸。在Autocad中做完整的工程图。具体内容见图纸。
25