CN102062954A

CN102062954A - 一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装及方法

Info

Publication number: CN102062954A
Application number: CN 201010532491
Authority: CN
Inventors: 李燕; 胡永明; 李英才; 李旭阳; 陈建军; 吴萌源; 付兴
Original assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Current assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-11-04
Also published as: CN102062954B

Abstract

本发明涉及一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装及方法，包括压板座、压板以及螺钉，所述压板座包括底座和垂直于底座的立柱，底座和立柱构成反L型，压板通过螺钉固定在立柱上。本发明解决了使用高强度环氧树脂胶粘结后导致镜面变形的技术问题，本发明为反射镜的微应力装夹和粘接提供了一种简单、可靠的方式，既减小了装配带给镜体的应力，又简化了结构，降低了采用高粘度胶在粘结过程中给镜面造成的变形。

Description

一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装及方法

技术领域

本发明涉及一种光机零件的装配方法，尤其涉及一种环氧树脂胶粘结光机零件的方法。

背景技术

由于材料科学的迅速发展，将粘结剂应用在光学仪器上具有广阔的发展空间。随着大型光学仪器不断发展，提出的光学元件表面变形要求越来越小。

粘结技术的应用不但可以减小装配应力，减少镜面变形，同时也可简化装配体结构，减轻部件重量，而且适当的粘合剂的选择可达到真空、耐温和抗震等的性能要求。

由于粘结强度越大对于镜子的影响就越大，所以，对于高粘结力的胶，不当的粘结方法很可能使胶固化后镜面变形，无法满足光学要求。本专利研究了一种高强度胶——环氧树脂2216胶的粘接光机零件的方法，经过试验证明不仅能够满足镜面要求，而且可以适应恶劣的力学环境和满足真空出气等航天要求。

发明内容

为了解决使用高强度环氧树脂胶粘结后导致镜面变形的技术问题，本发明提供一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装及方法。

本发明的技术解决方案：

一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装，其特殊之处在于：包括压板座、压板以及螺钉，所述压板座包括底座和垂直于底座的立柱，所述底座和立柱构成L型，所述压板通过螺钉固定在立柱上。

一种氧树脂胶粘结光、机零件的方法，包括以下步骤：

1】粘接被粘接件前，被粘接件包括镜座和反射镜，首先按照力学环境要求计算需要的粘接面积，再通过有限元模型进行分析，优化计算得到最小变形下的胶斑分布，根据分析结果制作一个外轮廓与镜座相同且带有胶斑分布图案的等比例电子图案，打印该电子图案形成纸质模板，将胶斑对应处剪掉镂空；

2】将被粘接件放置在实验室环境中24小时以上，检测反射镜面型；

3】用丙酮将被粘结件的粘结表面清洁干净；

4】按照环氧树脂胶的使用要求配胶；

5】根据胶斑厚度和计算所得胶斑分布图案的面积，计算每处胶斑的体积，所述胶斑厚度为0.075mm～0.125mm；

6】将模板放置在镜座2上，与镜座2轮廓对齐，并固定；

7】将配好的胶灌入注射器内，按照步骤5】计算的每处胶斑的体积，将胶滴注在镜座上模板所对应的胶斑分布图案处；

8】拿掉模板；

9】在镜座上圆周均布有至少三个垫片，所述垫片的厚度＝胶斑厚度±0.001mm；

10】将反射镜平稳、垂直、轻放置于镜座上；

11】安装至少三个工装：

11.1】将压板座安装在镜座上，底座固定在镜座上，立柱平行紧挨反射镜；

11.2】安装橡胶垫，所述橡胶垫安装在反射镜上并套接于立柱上；

11.3】安装压板，所述压板位于橡胶垫的上面并通过螺钉固定在在立柱上上；

11.4】拧紧螺钉，压紧反射镜，使得反射镜与橡胶垫之间无空隙；

12】搁置2～2.5小时，松开压板；

13】12～16小时后拆除垫片及工装，反射镜和镜座粘结结束。

14】7天后胶完全固化，检测面型确认。

上述胶斑厚度为0.1mm；所述垫片的厚度为0.1±0.001mm。

上述环氧树脂胶牌号为2216，采用精度为0.01g的电子称进行配胶，其中灰胶∶白胶的重量比为7∶5，充分搅拌。

上述工装为3个，圆周均布在镜座上。

本发明所具有的优点：

1、本发明为反射镜的微应力装夹和粘接提供了一种简单、可靠的方式，既减小了装配带给镜体的应力，又简化了结构，降低了采用高粘度胶在粘结过程中给镜面造成的变形。

2、本发明的工装结构简单，方便好使。

3、本发明胶的特性及强度不仅适用于真空环境，并能满足力学环境要求，特别适用于航天领域。

附图说明

图1为本发明的镜座和反射镜粘结的结构示意图；

图2为本发明的工装的结构示意图；

图3为本发明模板的结构示意图；

图4为本发明镜座和反射镜粘结时控制胶层厚度，垫片3分布的结构示意图；

其中附图标记为：1-模板，2-镜座，3-垫片，4-反射镜，5-工装，6-环氧树脂胶，51-压板座，52-压板，53-橡胶垫，54-底座，55-立柱。

具体实施方式

胶粘的成功与很多因素有关：首先是粘结剂本身的性质，其次，粘结层的厚度，被粘结表面的清洁度，胶斑的大小，以及完成粘结的工艺水平等。对于光机零件的粘接，除了保证粘接牢固外，还要保证粘接对镜子的应力变形基本无影响。

为了使粘接后镜面不变形，经过多次试验证明，主要控制以下几个方面：

1、工作环境及被粘接件的洁净度要好；

2、胶斑的分布及均匀性；

3、胶斑的大小；

4、每个胶滴量要控制相同；

5、胶层厚度要均匀；

6、胶斑内不得有气泡；

7、设计专用装夹机构，保证三处一对一正面压紧，并且三处的压紧力相同；

8、拆压板和拆垫片的时间把握准确保证胶层厚度无变化。

本发明提供了一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装，如图1-4所示，包括压板座51、压板52以及螺钉，所述压板座包括底座54和垂直于底座的立柱55，所述底座54和立柱55构成反L型，所述压板52通过螺钉固定在立柱55上。

一种氧树脂胶粘结光、机零件的方法，包括以下步骤：

1】粘接被粘接件前，被粘接件包括镜座2和反射镜4，首先按照力学环境要求计算需要的粘接面积，再通过有限元模型进行分析，优化计算得到最小变形下的胶斑分布，根据分析结果制作一个外轮廓与镜座相同且带有胶斑分布图案的等比例电子图案，打印该电子图案形成纸质模板，将胶斑对应处剪掉镂空；

2】将被粘接件镜座2和反射镜4放置在实验室环境中24小时以上，并检测反射镜4面型；

3】用丙酮将被粘结件的粘结表面清洁干净；

4】按照环氧树脂胶的使用要求配胶；

6】将模板1放置在镜座2上，与镜座2轮廓对齐，并固定；

7】将配好的环氧树脂胶6灌入注射器内，按照步骤4】计算的每处胶斑的体积，将胶滴注在镜座上模板1所对应的胶斑分布图案处；

8】拿掉模板1；

9】在镜座上圆周均布有至少三个垫片3，所述垫片3的厚度＝胶斑厚度±0.001mm；

10】将反射镜4平稳、垂直、轻放置于镜座2上；

11】安装至少三个工装5：

11.1】将压板座51安装在镜座2上，底座54固定在镜座2上，立柱55平行紧挨反射镜4；

11.2】安装橡胶垫53，所述橡胶垫53安装在反射镜上并套接于立柱55上；

11.3】安装压板52，所述压板52位于橡胶垫的上面并通过螺钉固定在在立柱上51上；

11.4】拧紧螺钉，压紧反射镜4，使得反射镜与橡胶垫之间无空隙；也就是反射镜与橡胶垫密封。

12】搁置2～2.5小时，松开压板52；

13】12～16小时后拆除垫片3及工装，反射镜4和镜座2粘结结束。

14】7天后胶完全固化，检测面型确认。

当选用环氧树脂胶牌号为2216时，胶斑厚度为0.1mm，垫片的厚度为0.1±0.001mm。当选用环氧树脂胶牌号为2216时采用精度为0.01g的电子称进行配胶，其中灰胶∶白胶的重量比为7∶5，充分搅拌。一般选用工装为3个，圆周均布在镜座2上。

Claims

1.一种环氧树脂胶粘结光、机零件的工装，其特征在于：包括压板座(51)、压板(52)以及螺钉，所述压板座包括底座(54)和垂直于底座的立柱(55)，所述底座(54)和立柱(55)构成L型，所述压板(52)通过螺钉固定在立柱(55)上。

2.一种氧树脂胶粘结光、机零件的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】粘接被粘接件前，所述被粘接件包括镜座(2)和反射镜(4)，首先按照力学环境要求计算需要的粘接面积，再通过有限元模型进行分析，优化计算得到最小变形下的胶斑分布，根据分析结果制作一个外轮廓与镜座相同且带有胶斑分布图案的等比例电子图案，打印该电子图案形成纸质模板(1)，将胶斑对应处剪掉镂空；

2】将被粘接件放置在实验室环境中24小时以上，并检测反射镜(4)面型；

3】将被粘结件的粘结表面清洁干净；

4】按照环氧树脂胶的使用要求配胶；

6】将模板(1)放置在镜座(2)上，与镜座(2)轮廓对齐，并固定；

7】将配好的环氧树脂胶灌入注射器内，按照步骤5】计算的每处胶斑的体积，将胶滴注在镜座上模板(1)所对应的胶斑分布图案处；

8】拿掉模板(1)；

9】在镜座上圆周均布有至少三个垫片(3)，所述垫片(3)的厚度＝胶斑厚度±0.001mm；

10】将反射镜(4)平稳、垂直、轻放置于镜座(2)上；

11】安装至少三个工装：

11.1】将压板座(51)安装在镜座(2)上，底座(54)固定在镜座(2)上，立柱(55)平行紧挨反射镜(4)；

11.2】安装橡胶垫(53)，所述橡胶垫(53)安装在反射镜上并套接于立柱(55)上；

11.3】安装压板(52)，所述压板(52)位于橡胶垫的上面并通过螺钉固定在立柱上(51)上；

11.4】拧紧螺钉，压紧反射镜(4)，使得反射镜与橡胶垫之间无空隙；

12】搁置2小时以上，松开压板(52)；

13】12小时后拆除垫片(3)及工装，反射镜(4)和镜座(2)粘结结束。

14】胶完全固化后，检测面型确认。

3.根据权利要求2所述的环氧树脂胶粘结光、机零件的方法，其特征在于：所述胶斑厚度为0.1mm；所述垫片的厚度为0.1±0.001mm。

4.根据权利要求2或3所述的环氧树脂粘结光、机零件的方法，其特征在于：所述环氧树脂胶牌号为2216，采用精度为0.01g的电子称进行配胶，其中灰胶∶白胶的重量比为7∶5，充分搅拌。

5.根据权利要求4所述的环氧树脂粘结光、机零件的方法，其特征在于：所述工装为3个，圆周均布在镜座(2)上。