CN107650250B - 一种消失模组装装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种消失模组装装置，包括消失模，消失模固定杆，用于将消失模固定在消失模固定杆上的第一消失模杆和第二消失模杆，用于固定消失模固定杆消失模背板，用于将和消失模固定杆固定在消失模背板上的消失模紧固件。本发明实施例还公开一种组装上述消失模组装装置的方法。本发明实施例所提供的消失模组装装置或方法将若干小尺寸的消失模组合成所需的大尺寸消失模，有效地降低消失模制作过程中消失模的用量，降低了工作强度，且有效地提高消失模表面质量。

Description

一种消失模组装装置及其组装方法

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种用于制造半封闭结构陶瓷件的消失模组装装置，还涉及用于组装所述消失模组装装置的组装方法。

背景技术

目前，碳化硅(SiC)以其低密度、高比刚度、热稳定性及易于光学加工等优点，已经作为反射镜材料广泛地应用于航空和航天光学观测系统。随着航空和航天光学观测系统的发展，对由碳化硅材料制成的碳化硅反射镜坯的尺寸及轻量化结构提出了更高的需求。

碳化硅反射镜坯常见两种结构形式：第一种为背部半封闭结构；第二种为背部开放式结构。其中，背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯相对于背部开放式结构的碳化硅反射镜坯，轻量化程度高、刚度性能好。目前，背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯通常采用凝胶注模或注浆工艺及相应的消失模技术进行制作。随着碳化硅反射镜坯的尺寸增加，背部轻量化结构尺寸也随之增加，从而相应的消失模尺寸也随之增加。

目前，消失模通常采用整体浇注成型或者模压成型技术进行制备。浇注成型技术制备的消失模存在材料制备成本高、不易成型的缺点。模压成型技术制备的消失模存在局部不致密、易发生形变和尖角处结构缺失等缺点，导致成型后的反射镜坯背部轻量化结构存在缺陷。进一步地，消失模的尺寸增加，也会增加消失模材料的用量。若消失模尺寸较大，则后续的去除过程较复杂、延长反射镜坯的制作周期。当反射镜坯为薄壁结构时，消失模去除不当或不完全时，易发生反射镜坯变形或其他导致反射镜坯无法使用的现象。

因此，需要一种用于制备大尺寸背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯的消失模，该制备消失模的方法需要有效地降低消失模材料的用量、且避免现有浇注成型和模压成型所存在的缺点、且去除该消失模过程较简单。

发明内容

针对现有消失模所存在的问题，本发明提出一种装消失模组装置。该消失模组装装置可将大尺寸的消失模拆分成若干小尺寸消失模后再进行组装，从而有效地降低消失模材料的用量、且在制作大尺寸背部半封闭结构的陶瓷件过程中去除该消失模的过程简单。

该消失模组装装置方案如下：一种消失模组装装置包括消失模；消失模固定杆，用于固定所述消失模；第一消失模杆，用于将所述消失模横向地固定连接至所述消失模固定杆上；第二消失模杆，用于将所述消失模纵向地固定连接至所述消失模固定杆上；消失模背板，用于固定所述消失模固定杆；消失模紧固件，用于将所述消失模固定杆固定至所述消失模背板上。

优选的，所述消失模固定杆包括：固定杆体，用于将所述消失模固定在所述消失模背板上；解锁杆，用于安装和拆卸所述第一消失模杆；解锁杆固定件，用于限定所述解锁杆的极限位置；碟形弹簧，用于将所述第一消失模杆固定至所述消失模固定杆的预设位置；固定件，用于固定所述碟形弹簧和第二消失模杆。

优选的，所述顶部固定件包括螺纹固定连接方式。

优选的，所述消失模采用模压法或者浇注法进行制备。

优选的，所述消失模紧固件包括螺栓、碟簧夹子、G型夹子或螺钉。

优选的，所述消失模背板的表面粗糙度小于等于6.3微米。

优选的，所述消失模背板的表面平行度小于0.5毫米。

本发明还提供一种消失模组装装置的组装方法，该方法的具体步骤包括：将第一尺寸的消失模设计拆分成复数个若干尺寸的消失模设计；根据所述复数个若干尺寸的消失模设计，采用模压法或浇注法制备相应复数个若干尺寸的消失模，并将所述消失模固定在第一消失模杆和第二消失模杆上；按下消失模固定杆的解锁杆，从而推动消失模固定杆的碟形弹簧向预设方向移动，进而带动消失模固定杆的解锁杆固定件向预设方向移动而形成开口；将第一消失模杆上的楔形块插入到所述开口中；松开消失模固定杆的解锁杆，碟形弹簧向所述预设方向的相反方向回弹，带动消失模固定杆的解锁杆固定件所述预设方向的相反方向移动，将第一消失模杆固定至所述消失模固定杆上；采用螺纹固定方式将第二消失模杆固定至所述消失模固定杆的顶部固定件上；采用填料填充组装后的所述复数个若干尺寸消失模之间的缝隙；采用消失模紧固件将组合好的消失模固定杆紧固在消失模背板上。

优选地，在所述填料填充步骤之后，对所述消失模涂刷至少一层膜状保护层。

优选地，所述填料材料和所述消失模材料为同一种材料。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的消失模组装装置可以将若干小尺寸的消失模组合成所需的大尺寸消失模，有效地降低消失模制作过程中消失模的用量，降低了工作强度，且有效地提高消失模表面质量，进而保证采用该消失模组装装置所制作的背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯的结构质量。本发明实施例所提供的消失模组装装置在去除消失模过程中，只需少量的消失模去除液，有效地提高了消失模去除量，从而缩短了使用该消失模组装装置所制作部半封闭结构的碳化硅反射镜坯的制作周期。本发明实施例所提供的消失模组装装置的组装方法具有如本发明实施例所提供的消失模组装装置类似的优点。

附图说明

图1为本发明实施例中提供一种消失模组装装置的示意图；

图2为图1所示实施例中的消失模固定杆的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种组装消失模组装装置的组装方法流程示意图。

附图中的标记说明：

100、消失模组装装置 3、消失模 2、第一消失模杆

1、消失模固定杆

4、第二消失模杆 16、顶部固定件 11、固定杆体

12、解锁杆固定件 13、解锁杆 15、碟形弹簧

14、解锁杆连接件

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种消失模组装装置100。在该实施例中，消失模组装装置100包括消失模3，消失模固定杆1，用于将消失模3固定在消失模固定杆1上的第一消失模杆2，用于固定组装好的消失模固定杆1的消失模背板(图中未示出)，用于将第一消失模杆2和消失模固定杆1固定在消失模背板上的消失模紧固件(图中未示出)。消失模3采用模压法或浇注法进行制备并且固定在第一消失模杆2上。第一消失模杆2连接至第一消失模固定杆1上，从而可将消失模3固定至消失模固定杆1上。消失模紧固件包括螺栓、碟簧夹子、G型夹子或螺钉等方式。

如图1所示，消失模组装装置100还包括第二消失模杆4，用于将消失模3固定在消失模固定杆1上。在该实施例中，以图1所在平面从左至右或从右至左的方向定义成横向，以平面从上至下或从下至上的方向定义成纵向。在该实施例中，第一消失模杆2在横向上与消失模固定杆1连接，从而将消失模3固定在消失模固定杆1的横向位置；第二消失模杆4在纵向上与消失模固定杆1连接，从而将消失模3固定在消失模固定杆1的纵向位置。优选的，消失模组装装置100包括复数个第一消失模杆2，从而在横向固定复数个消失模3。消失模3具体可为长方形、三角形二维平面、或曲面，根据需求可做适应性地形状变换。在该实施例中，第二消失模杆4通过顶部固定件16与消失模固定杆1固定连接。顶部固定件16的具体方式包括螺栓连接、螺钉连接、螺纹连接、榫接、插接等。第二消失模杆4与消失模固定杆1之间的固定连接，可通过采用工具或不需要采用工具进行拆分。

消失模固定杆1的具体结构如图2所示，消失模固定杆1包括用于将消失模3固定在消失模背板上的固定杆体11，用于安装和拆卸第一消失模杆2的解锁杆13，用于限定解锁杆13的极限位置的解锁杆固定件12，用于将第一消失模杆2固定在消失模固定杆1上碟形弹簧15，用于固定碟形弹簧15顶部固定件16。在该实施例中，为了使消失模组装装置100的结构紧凑，顶部固定件16同时固定碟形弹簧15和第二消失模杆4。当然，固定碟形弹簧15和固定第二消失模杆4可分别采用两个相同或不同的紧固方式。

消失模固定杆1与第一消失模杆2的连接过程具体如下所示：按下消失模固定杆1的解锁杆13，解锁杆13向下移动而带动碟形弹簧15向下压缩，解锁杆连接件14同时向下移动，进而在消失模固定杆1的横向上形成开口。第一消失模杆2的一端具有与所述开口配合的外形，第一消失模杆2的另一端连接有消失模3。将第一消失模杆2的一端插入所述开口内，然后松开解锁杆13，受压的碟形弹簧15发生向上方向的回弹，带动解锁杆连接14及解锁杆13向上运动，从而将第一消失模杆2固定连接至消失模固定杆1上。在该实施例中，解锁杆13采用第一楔形块、第一消失模杆2的一端包括第二楔形块，其中解锁杆13所采用的第一楔形块与第一消失模杆2的第二楔形块的形状互补，从而回弹过后，更有效地将第一消失模杆2固定至消失模固定杆1上。

本发明实施例还提供一种组装消失模组装装置100的组装方法，该组装方法的具体步骤如图3所示。如图3所示，该组装方法具体包括五个步骤：

步骤S11:拆分原始消失模设计。具体为将第一尺寸的消失模设计拆分成复数个若干尺寸的消失模设计，第一尺寸等于复数个若干尺寸之和。若干尺寸可为相同的尺寸，也可为不相同的尺寸。

步骤S22：制备消失模3并且将消失模固定至第一消失模杆2和第二消失模杆4上。根据步骤S11中拆分的复数个若干尺寸的消失模设计，采用模压法或浇注法制备相应复数个若干尺寸的消失模3，并将复数个消失模3固定在复数个第一消失模杆2上和第二消失模杆4上。

步骤S33：将第一消失模杆2和第二消失模杆4固定在消失模固定杆1上。具体的固定过程为：按下消失模固定杆1的解锁杆13，从而推动消失模固定杆1的碟形弹簧15向预设方向移动，进而带动消失模固定杆1的解锁杆连接件14向预设方向移动形成开口；将第一消失模杆上2一端的楔形块插入到所述开口中；松开消失模固定杆1的解锁杆13，碟形弹簧15向所述预设方向的相反方向回弹，带动消失模固定杆1的解锁杆连接件14所述预设方向的相反方向移动，将第一消失杆模杆2有效地固定至消失模固定杆1上。采用顶部固定件16将第二消失模杆4固定在消失模固定杆1上，具体的固定方式见上文顶部固定件16的描述。采用步骤S33将步骤S22中对应的复数个第一消失模杆2都固定在消失模固定杆1上，完成复数个若干消失模3、复数个第一消失模杆2、第二消失模杆4和消失模固定杆1组装成一体。

步骤S44：采用填料填充组装后的复数个若干尺寸消失模3之间的缝隙。优选的，在步骤S44之后，对消失模涂刷至少一层膜状保护层。膜状保护层所采用的材料具体如乙醇基聚乙烯醇缩丁醛溶液。优选的，消失模3的材料和填料的材料采用同一种材料，具体如树脂材料。

步骤S55：采用消失模紧固件将消失模固定杆1紧固在消失模背板上。消失模紧固件包括螺栓、碟簧夹子、G型夹子或螺钉等方式。消失模背板可采用铝板、铁板等金属材质支撑的板，优选的，消失模背板的表面粗糙度小于6.3微米、表面平行度小于0.5毫米。

在该消失模组装装置的组装方法中，将大尺寸的消失模拆分成复数个若干小尺寸的消失模，再采用上文所述的消失模组装装置100将小尺寸消失模3进行组装，从而有效地降低消失模制作过程中消失模的用量，降低了工作强度，且有效地提高消失模表面质量，进而保证采用该消失模组装装置所制作的背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯的结构质量。

在消失模组装装置组装完成后，可采用该消失模组装装置100进行半封闭结构陶瓷件的制造。在本发明中，采用制作背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯作为实施例进行阐述。具体步骤包括：在步骤S55后，按照已有专利CN101941231B中工艺操作制备碳化硅反射镜坯，并采用消失模去除液去除消失模3，待消失模3完全去除后，按下解锁杆13使第一消失模杆2从消失模固定杆1上脱落；松开消失模紧固件，从而将消失模固定杆1和第一消失模杆2从消失模背板上分离，再取出消失模固定杆1和第一消失模杆2，即可获得具有背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯。

在上述方法步骤中，若消失模固定杆1的纵向具有第二消失模杆4，具体的应用步骤如第一消失模杆2相近，且其具体的解锁和固定方式已在消失模组装装置100中进行介绍，此处不再赘述。

本发明还提供一具体应用实施例，该实施例为采用上文所述消失模组装装置100制作背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯。该具体应用实施例的包括如下步骤：

步骤一：目标大尺寸消失模设计的尺寸为150×150×300mm³(长×宽×高)，将大尺寸消失模分解成9块底面积为150×150mm²高度为33mm的正方锥台消失模3。

步骤二：采用浇注法在直径为20mm的第一消失模杆2和直径为20mm的第二消失模杆4上制作树脂材料的消失模3。

步骤三：按下外径为40mm的消失模固定杆1的解锁杆13，进而推动碟形弹簧15向下移动，带动解锁杆连接件14向下移动而形成开口，分别将多个制作好的消失模3通过第一消失模杆2上楔形块插入到形成的开口内。然后松开消失模固定杆1的解锁杆13，此时受压缩的碟形弹簧15向上回弹，带动解锁杆连接件14及解锁杆13向上移动，将第一消失模杆2固定在消失模杆固定杆1上。在该实施例中，解锁杆13也采用楔形块。将第二消失模杆4通过顶部固定件16固定在消失模固定杆1的顶部，在该实施例中顶部固定件16采用M20的外螺纹，消失模固定杆1的顶部设有M20内螺纹孔。

步骤四：将所有组合好的消失模3，采用树脂填充各个消失模之间的缝隙，并且涂刷一层乙醇基聚乙烯醇缩丁醛溶液。

步骤五：通过消失模紧固件将消失模固定杆1固定在直径为2000mm的消失模背板上。消失模紧固件具体采用M30螺母。

步骤六：按照已公开专利CN101941231B中工艺操作制备固含量为67％的碳化硅反射镜坯，并利用消失模去除液去除树脂消失模，待消失模完全去除后，按下解锁杆13使第一消失模杆2从消失模固定杆1上脱落。

步骤七：松开消失模紧固件，从而将消失模固定杆1从消失模背板上分离，再取出消失模固定杆1及固定在消失模固定杆1上的第二消失模杆4和第一消失模杆2，即可获得具有背部半封闭结构的碳化硅反射镜坯。

上述实施例所提供的消失模组装装置在去除消失模过程中，只需少量的消失模去除液，有效地提高了消失模去除量，从而缩短了使用该消失模组装装置所制作部半封闭结构的碳化硅反射镜坯的制作周期。

本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种消失模组装装置，其特征在于，所述消失模组装装置包括：

消失模；

消失模固定杆，用于固定所述消失模；

第一消失模杆，用于将所述消失模横向地固定连接至所述消失模固定杆上；

第二消失模杆，用于将所述消失模纵向地固定连接至所述消失模固定杆上；

消失模背板，用于固定所述消失模固定杆；

消失模紧固件，用于将所述消失模固定杆固定至所述消失模背板上；

所述消失模固定杆包括：

固定杆体，用于将所述消失模固定在所述消失模背板上；

解锁杆，用于安装和拆卸所述第一消失模杆；

解锁杆固定件，用于限定所述解锁杆的极限位置；

碟形弹簧，用于将所述第一消失模杆固定至所述消失模固定杆的预设位置；

顶部固定件，用于固定所述碟形弹簧和第二消失模杆。

2.根据权利要求1所述的一种消失模组装装置，其特征在于，所述顶部固定件包括螺纹固定连接方式。

3.根据权利要求1所述的一种消失模组装装置，其特征在于，所述消失模采用模压法或者浇注法进行制备。

4.根据权利要求1所述的一种消失模组装装置，其特征在于，所述消失模紧固件包括螺栓、碟簧夹子、G型夹子或螺钉。

5.根据权利要求1所述的一种消失模组装装置，其特征在于，所述消失模背板的表面粗糙度小于等于6.3微米。

6.根据权利要求1所述的一种消失模组装装置，其特征在于，所述消失模背板的表面平行度小于0.5毫米。

7.一种消失模组装装置的组装方法，其特征在于，所述组装方法包括下述步骤：

将第一尺寸的消失模设计拆分成复数个若干尺寸的消失模设计；

根据所述复数个若干尺寸的消失模设计，采用模压法或浇注法制备相应复数个若干尺寸的消失模，并将所述消失模固定在第一消失模杆和第二消失模杆上；

按下消失模固定杆的解锁杆，从而推动消失模固定杆的碟形弹簧向预设方向移动，进而带动消失模固定杆的解锁杆固定件向预设方向移动而形成开口；

将第一消失模杆上的楔形块插入到所述开口中；

松开消失模固定杆的解锁杆，碟形弹簧向所述预设方向的相反方向回弹，带动消失模固定杆的解锁杆固定件所述预设方向的相反方向移动，将第一消失模杆固定至所述消失模固定杆上；

采用螺纹固定方式将第二消失模杆固定至所述消失模固定杆的顶部固定件上；

采用填料填充组装后的所述复数个若干尺寸消失模之间的缝隙；

采用消失模紧固件将消失模固定杆紧固在消失模背板上。

8.根据权利要求7所述的一种消失模组装装置的组装方法，其特征在于，在所述填料填充步骤之后，对所述消失模涂刷至少一层膜状保护层。

9.根据权利要求7所述的一种消失模组装装置的组装方法，其特征在于，所述填料材料和所述消失模材料为同一种材料。