CN104532204A - 一种竖直放置式镀膜夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竖直放置式镀膜夹具，该镀膜夹具主部件为一个夹具主体，夹具主体为环状壳体，其内腔用于放置待镀膜的反射镜，反射镜待镀膜面朝下放置。夹具主体上面，设置有三个120°均布的螺纹孔，三个螺纹孔与镀膜机工作台面相连接；夹具主体上面还设置有三个120°均布的挡片，以避免反射镜在镀膜过程中从镀膜夹具内脱落。夹具主体内侧面有三个120°均布的圆弧形垫块，垫块的外圆弧面与夹具主体内腔轮廓相匹配，内圆弧面与反射镜外径轮廓相匹配；在夹具主体侧面有6个顶丝呈放射状分布，用于调节垫块与反射镜的间隙以夹紧反射镜。本发明解决了镜体竖直放置式镀膜机镀制刚度较差的反射镜面形精度差的问题。

Description

一种竖直放置式镀膜夹具
技术领域
本发明涉及镀膜领域，尤其涉及一种竖直放置式镀膜夹具。
背景技术
光学薄膜是光学系统的重要组成部分，随着高精度光学测量仪器、高分辨率光学成像技术的发展，对光学薄膜的性能要求也越来越高。离子束溅射镀膜技术在高精度光学薄膜应用中处于领先地位，采用离子束溅射技术镀制的光学薄膜有着致密度好、反射率高和膜层稳定等优点。如图1所示，离子束溅射镀膜机与真空蒸发镀膜机之间镜体的放置方式不同，大多数真空蒸发镀膜技术中镜体为水平放置，即重力方向与镜面正交；离子束溅射镀膜机中镜体为竖直放置，即重力方向与镜面平行。此外，为了镀制出均匀性好的光学薄膜，镜体还需做定速的公转及自转运动。因此，镜体需要更大的夹持力保证其约束状态；另一方面，反射镜因特殊要求，其结构刚度往往较差。以轻质反射镜(如图2所示)为例，其结构为中空结构，较大的夹持力作用在刚度较差的反射镜上会导致其镜面严重变形。使用传统的镀膜夹具为竖直放置式镀膜机镀膜，反射镜的最终面形精度往往是不可控的，无法通过调整镀膜工艺的方法修正。因此，竖直放置式镀膜夹具的设计就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对镀膜过程中镜体竖直放置式的镀膜夹具，能够解决竖直放置式镀膜机镀制反射镜面形精度差的问题。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种竖直放置式镀膜夹具，该竖直放置式镀膜夹具包括一个夹具主体、三个圆弧形垫块、圆弧形细槽内镶嵌的若干真空橡胶棒和三个挡片；所述夹具主体为环状壳体，其内腔用于放置待镀膜的反射镜；夹具主体侧面有三个120°均布的圆弧形垫块；夹具主体放置圆弧形垫块的部分还设置有六个安装顶丝的螺纹孔，六个螺纹孔轴线与夹具主体内腔圆心相交；夹具主体放置圆弧形垫块的侧面中间部分还设置有圆孔，夹具主体未放置圆弧形垫块的侧边部分开有深槽，以减轻重量从而减小镀膜夹具整体的转动惯量；夹具主体上面，即反射镜待镀膜面的背面，设置有三个120°均布的螺纹孔，三个螺纹孔与镀膜机工作台面相连接；夹具主体上面还设置有三个120°均布的放置挡片的细槽， 挡片通过螺纹孔固定在细槽内，以避免反射镜在镀膜过程中从夹具主体内脱落；夹具主体应选择铝合金或其他反射金属材料制造。
进一步的，所述圆弧形垫块为一个刚度较好的圆弧形结构，其外圆弧面与夹具主体三个内腔轮廓相匹配，内圆弧面与反射镜的外径轮廓相匹配；圆弧形垫块与反射镜接触的内圆弧部分还设置了圆弧形细槽，用于放置真空橡胶棒；圆弧形垫块可用于分散侧面顶丝顶紧反射镜时产生的压应力，避免反射镜直接承受顶丝的集中应力；圆弧形垫块应选择A3钢或其他刚性较好的材料制造。
进一步的，所述真空橡胶棒的截面直径应略大于圆弧形细槽的直径，将其塞入圆弧形细槽后，真空橡胶棒约有1/3部分露出在圆弧形细槽外；真空橡胶棒与反射镜为软接触，圆弧形垫块与反射镜之间不接触；在调整6个顶丝顶紧反射镜的过程中，需掌握好拧紧顶丝的力度，既要保证反射镜在镀膜机运转过程中相对镀膜夹具零位移，还要避免因夹持力过大而使反射镜变形；真空橡胶棒应选择在高温、真空环境下无挥发气体的弹性材料，以保证反射镜在镀膜过程中无污染；真空橡胶棒的作用为：避免反射镜与圆弧形垫块“硬碰硬”，减少反射镜所受的局部应力；增大圆弧形垫块与反射镜之间的摩擦力，保证反射镜的约束状态。
本发明的原理在于：
竖直放置式镀膜夹具，包括一个夹具主体、三个圆弧形垫块、圆弧形细槽内镶嵌的若干真空橡胶棒和三个挡片。所述夹具主体为环状壳体，环状壳体内腔放置有待镀膜的反射镜，反射镜待镀膜面朝下放置，环状壳体内腔与反射镜的外形轮廓相匹配。夹具主体上面，即反射镜待镀膜面的背面，设置有三个120°均布的螺纹孔，三个螺纹孔与镀膜机工作台面相连接；夹具主体上面还设置有三个120°均布的挡片，以避免反射镜在镀膜过程中从夹具主体内脱落。夹具主体侧面有三个120°均布的圆弧形垫块，圆弧形垫块的外圆弧面和内圆弧面分别与夹具主体内腔轮廓和反射镜外形轮廓相匹配。圆弧形垫块与反射镜接触的内圆弧面设置了圆弧形细槽，圆弧形细槽用于放置真空橡胶棒，真空橡胶棒与反射镜为软接触，而圆弧形垫块与反射镜之间不接触。夹具主体放置垫块的侧边部分，设置有六个用于安装顶丝的螺纹孔，在调整六个顶丝顶紧反射镜的过程中，需掌握好夹紧的力度，既要保证反射镜在镀膜机运转过程中相对镀膜夹具零位移，还要避免因夹持力过大而使反射镜变形。所述圆弧形垫块为刚度较好的圆弧形结构，圆弧形垫块用于夹紧反射镜，同时用于分散来自于侧面顶丝的压应力，避免反射镜因直接承受顶丝的集中应力而产生变形。所述真空橡胶截面直径应略大于所述圆弧形细槽直径，真空橡胶棒约有1/3部分露出在圆弧形细槽外，以避免反射镜与所述圆弧形垫块有直接接触。真空橡胶的作用为：避免反射镜与垫块“硬碰硬”，减少反射镜所受的局部应力；增大垫块与反射镜之间的摩擦力，保证反射镜的约束状态。所述六个用于安装顶丝 的螺纹孔，螺纹孔的中心线应与镀膜夹具圆形内腔的圆心相交，所述顶丝用于调节反射镜与垫块的夹持力。圆弧形垫块应选择A3钢或其他刚性较好的材料制造。所述真空橡胶应确保材料在真空、高温环境下无挥发气体，避免反射镜在镀膜过程中受到污染。所述夹具主体放置垫块的侧边部分设置圆孔，夹具主体未放置垫块的部分开有深槽，以减轻重量从而减小夹具主体的转动惯量。所述夹具主体应选择铝合金或其他轻质金属材料制造。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)、对于镜体竖直放置的镀膜机，本发明易于安装、操作简单，可顺利的完成反射镜的镀膜工作。
(2)、本发明可解决镜体因夹持力过大而面形严重变形的问题，尤其适用于刚度较差的镜体，如轻质镜、厚度较薄的镜体等。
(3)、本发明可保证镜体在镀膜过程中的约束状态，尤其适用于镜体竖直放置的行星转动式镀膜机。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1a是镜体竖直放置式镀膜机镜面装夹及运转方式，图1b是真空蒸发镀膜机镜面装夹及运转方式示意图；
图2是实施例1的结构立体图；
图3是反射镜的结构示意图；
图4是圆弧形垫块的结构示意图；
图5是圆弧形垫块放置真空橡胶棒的结构示意图；
图6是实施例1的局部剖视图。
具体实施方式
实例例1
本实施例的一种竖直放置式镀膜夹具，如图1a、1b、图2～图6所示。
本实施例的所有部件如图2所示。待镀膜对象为反射镜1，如图3所示，其结构为中空结构刚度较差。夹具主体2为环状壳体，反射镜1放置在夹具主体2的内腔中，夹具主体2内侧面有三个120°均布的圆弧形垫块5，圆弧形垫块5的外圆弧面502与夹具主体2三个内腔轮廓205相匹配，内圆弧面501与反射镜1的外径轮廓相匹配。在夹具主体侧面部分有6 个顶丝3呈放射状分布，用于调节圆弧形垫块5与反射镜1的间隙来夹紧反射镜1。如图4所示，圆弧形垫块5与反射镜1接触的部分设置了圆弧形细槽503，用于放置真空橡胶棒6；如图5所示，真空橡胶棒6的2/3在细槽内1/3在细槽外；如图6所示，真空橡胶棒6与反射镜1为软接触，而圆弧形垫块5与反射镜1之间不接触。在调整6个顶丝3顶紧反射镜1的过程中，既要保证反射镜1在镀膜机运转过程中相对夹具主体2零位移，还要避免因夹持力过大而使反射镜1变形。在完成夹持反射镜1这一步骤后，安装三个120°均布的挡片4在细槽207内，挡片4与反射镜1不接触，挡片4可防止反射镜1在镀膜过程中从夹具主体2中脱落。在完成以上所有部件的安装后，夹具主体1通过三个120°均布的螺纹孔206与镀膜机工作台面连接。为减小镀膜夹具整体的转动惯量，夹具主体2做如下减重处理：放置垫块5的侧边部分设置有圆孔201，未放置圆弧形垫块5的侧边部分开有深槽202。本发明解决了镜体竖直放置式镀膜机镀制反射镜面形精度差的问题。
本实例采用离子束溅射镀膜技术，镀制出的膜层有质密度强、均匀性好以及膜层稳定等优点。但镀膜过程中反射镜为竖直放置，镜体约束较大。对于刚度较差的反射镜，传统镀膜夹具无法达到其镀膜后面形精度的要求。本实例结构简单，操作方便，可利用镜体竖直放置式镀膜机在反射镜上镀出性能优良的光学薄膜，并保证反射镜的面形精度可控。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等效替换方式的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种竖直放置式镀膜夹具，其特征在于：该竖直放置式镀膜夹具包括一个夹具主体(2)、三个圆弧形垫块(5)、圆弧形细槽(503)内镶嵌的若干真空橡胶棒(6)和三个挡片(4)；所述夹具主体(2)为环状壳体，其内腔用于放置待镀膜的反射镜(1)；夹具主体(2)侧面有三个120°均布的圆弧形垫块(5)；夹具主体(2)放置圆弧形垫块(5)的部分还设置有六个安装顶丝(3)的螺纹孔(203)，六个螺纹孔(203)轴线与夹具主体(2)内腔圆心相交；夹具主体(2)放置圆弧形垫块(5)的侧面中间部分还设置有圆孔(201)，夹具主体(2)未放置圆弧形垫块(5)的侧边部分开有深槽(202)，以减轻重量从而减小镀膜夹具整体的转动惯量；夹具主体(2)上面，即反射镜(1)待镀膜面的背面，设置有三个120°均布的螺纹孔(206)，三个螺纹孔(206)与镀膜机工作台面相连接；夹具主体(2)上面还设置有三个120°均布的放置挡片(4)的细槽(204)，挡片(4)通过螺纹孔(207)固定在细槽(204)内，以避免反射镜(1)在镀膜过程中从夹具主体(2)内脱落；夹具主体(2)应选择铝合金或其他反射金属材料制造。
2.根据权利要求1所述的竖直放置式镀膜夹具，其特征在于：所述圆弧形垫块(5)为一个刚度较好的圆弧形结构，其外圆弧面(502)与夹具主体(2)三个内腔轮廓(205)相匹配，内圆弧面(501)与反射镜(1)的外径轮廓相匹配；圆弧形垫块(5)与反射镜(1)接触的内圆弧部分(501)还设置了圆弧形细槽(503)，用于放置真空橡胶棒(6)；圆弧形垫块(5)可用于分散侧面顶丝(3)顶紧反射镜(1)时产生的压应力，避免反射镜(1)直接承受顶丝(3)的集中应力；圆弧形垫块(5)应选择A3钢或其他刚性较好的材料制造。
3.根据权利要求2所述的竖直放置式镀膜夹具，其特征在于：所述真空橡胶棒(6)的截面直径应略大于圆弧形细槽(503)的直径，将其塞入圆弧形细槽(503)后，真空橡胶棒(6)约有1/3部分露出在圆弧形细槽(503)外；真空橡胶棒(6)与反射镜(1)为软接触，圆弧形垫块(5)与反射镜(1)之间不接触；在调整6个顶丝(3)顶紧反射镜(1)的过程中，需掌握好拧紧顶丝(3)的力度，既要保证反射镜(1)在镀膜机运转过程中相对镀膜夹具零位移，还要避免因夹持力过大而使反射镜(1)变形；真空橡胶棒(6)应选择在高温、真空环境下无挥发气体的弹性材料，以保证反射镜在镀膜过程中无污染；真空橡胶棒(6)的作用为：避免反射镜(1)与圆弧形垫块(5)“硬碰硬”，减少反射镜(1)所受的局部应力；增大圆弧形垫块(5)与反射镜(1)之间的摩擦力，保证反射镜(1)的约束状态。
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