CN111239960A - 反射镜高精度粘接方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空间光学遥感器技术领域，涉及一种反射镜高精度粘接方法及装置。解决现有粘接方式存在的粘接应力大且分布不均的问题，本发明采用薄垫片与细线(鱼线和铜箔)控制胶层厚度，在胶层半固化状态下及时取出铜箔，清除绝大部分对应位置胶层，从而将反射镜连续粘接面分割为互不相连的带状胶斑，减小了反射镜装配过程中粘接应力，提高了粘接质量。粘接装置，包括反射镜与支撑结构件，支撑结构件通过胶层粘接在反射镜镜背内孔内；还包括分布在胶层内的多根细线，用来控制胶层粘接的厚度；胶层为多条互不相连的带状胶斑，带状胶斑沿内孔壁轴向延伸，周向排布。具有粘接牢靠，应力小等优势。
Description
技术领域
本发明属于空间光学遥感器技术领域，涉及一种反射镜高精度粘接方法及装置。
背景技术
反射镜作为空间光学遥感器的核心元件，其面形精度直接影响着空间相机的成像质量。反射镜通常采用玻璃或陶瓷材料制作，与结构件连接时，一般使用环氧树脂胶粘接固定，但在实际操作过程中，不可避免会产生粘接应力，这在大口径反射镜装配时影响愈发明显。因此，在反射镜装配时，必须严格考虑胶层粘接的工艺和质量，从而保证空间相机的成像质量。
通常采用全圆柱面粘接的方式将反射镜固定在支撑结构件上。这种粘接方式存在的缺陷是：1)圆柱形粘接面连接成片，粘接应力大，导致反射镜镜面变形；2)胶接区域胶层厚度不均匀，易导致应力分布不均，使反射镜的面形精度下降。
发明内容
为解决背景技术中粘接方式存在的粘接应力大且分布不均的问题，本发明提供了一种反射镜高精度粘接方法及装置。
本发明的发明思想为：
本发明采用薄垫片与细线(鱼线和铜箔)控制胶层厚度，在胶层半固化状态下及时取出铜箔，清除绝大部分对应位置胶层，从而将反射镜连续粘接面分割为互不相连的带状胶斑，减小了反射镜装配过程中粘接应力，提高了粘接质量。该方法具有粘接位置和面积可控，粘接牢靠，应力小等优势。
本发明采用的技术方案如下：
一种反射镜高精度粘接方法，包括以下步骤：
步骤一、倒扣待粘接的反射镜，使得镜背内孔开口朝上；
步骤二、将多条薄垫片和多根细线用胶带固定于内孔壁；薄垫片和细线沿内孔壁轴向延伸出孔外，周向间隔排布；
步骤三、在支撑结构件的外周面即外侧面均匀涂抹胶，形成胶层；
步骤四、将涂抹胶层的支撑结构件同轴套装在步骤二处理后的反射镜内孔内，使得外周面与内孔壁紧贴；
步骤五、待胶层固化至糊状后，将铜箔缓慢抽离；
为保证判断胶层半固化时间点的准确性，设置粘接对照组作为参考。观察对照组，待胶层固化至糊状后，将铜箔缓慢抽离；
步骤六、在室温下继续静置，待胶层完全固化后，剪断内孔外多余细线，完成反射镜与支撑结构件的粘接固定。
进一步地，为了精确控制胶层的厚度，上述薄垫片的厚度位于0.08-0.12mm之间，上述细线的直径与薄垫片的厚度相等，薄垫片的宽度可根据具体需求设定。
进一步地，上述薄垫片为铜箔，上述细线为鱼线。
进一步地，为了获得最佳胶层粘接厚度，鱼线的直径为0.1mm。
进一步地，上述薄垫片的数量与细线的数量相等，且间隔均匀排布。
进一步地，上述步骤三中的胶层为环氧树脂胶层。
进一步地，环氧树脂胶为DP490。
进一步地，为确保铜箔对应位置的绝大部分胶水被挤压，步骤四中，还包括在涂抹胶层的支撑结构件套装在步骤二处理过的反射镜内孔后，在支撑结构件D面加载一定重量重物的步骤。
本发明还提供一种反射镜高精度粘接装置，包括反射镜与支撑结构件，支撑结构件通过胶层粘接在反射镜镜背内孔内；
其特殊之处在于：还包括分布在胶层内的多根细线，用来控制胶层粘接的厚度；
上述胶层为多条互不相连的带状胶斑，带状胶斑沿内孔壁轴向延伸，周向排布。
进一步地，多条带状胶斑沿内孔壁周向均匀排布，胶层厚度为0.1mm。
进一步地，上述反射镜材料为微晶玻璃，支撑结构件材料为与反射镜线膨胀系数匹配的铁镍合金；
上述细线为鱼线；
上述胶层为DP490环氧树脂胶层；
上述支撑结构件的外周面为与反射镜镜背内孔相适配的小锥度锥面。
本发明的有益效果是：
本发明一种反射镜高精度粘接方法及装置，通过将反射镜与支撑结构件之间的连续粘接面，分割为互不相连的带状胶斑，减小了反射镜装配过程中的粘接应力；同时采用鱼线和铜箔，保证了胶层厚度一致、圆周方向均匀分布，提高了粘接质量。该粘接方法具有粘接位置和面积可控，粘接变形小，粘接牢靠，应力小等优势。可用于各种口径反射镜背部及侧边支撑结构的高精度粘接和固定。
附图说明
图1为反射镜装配结构图；
图2为接触面(反射镜镜背内孔面)展开示意图；
图3为胶层粘接位置分布图；
图4为粘接面展开示意图；
图中附图标记为：1-反射镜，2-支撑结构件，3-鱼线，4-铜箔，5-环氧树脂胶，11-内孔。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明：
图1所示为反射镜装配结构图，包括反射镜1与支撑结构件2，支撑结构件2同轴套装在反射镜1镜背内孔11内，并通过环氧树脂胶5与反射镜镜背内孔11的壁面粘接。结合图2与图3，与背景技术中，支撑结构件2的整个外周面与内孔壁面粘接不同的是，本实施例在粘接过程中采用鱼线3及铜箔4(其他实施例中可用其他的厚度在0.08-0.12mm之间的薄垫片代替铜箔，用与薄垫片厚度相等的细线代替鱼线)置于支撑结构件2与反射镜1之间，控制胶层粘接的厚度、粘结部位与面积，使得最终的粘接面如图4所示，胶层最终在反射镜镜背内孔面11上的分布为条带状。减小了反射镜装配过程中粘接应力；同时采用鱼线和铜箔，保证了胶层厚度一致、圆周方向均匀分布，提高了粘接质量。本实施例中反射镜1的材料为微晶玻璃，支撑结构件2的材料为与反射镜1线膨胀系数匹配的铁镍合金。为了进一步地提高粘接质量，将支撑结构件2的外周面设计为与反射镜镜背内孔11相适配的小锥度锥面，使得在任一粘接位置处，胶层的厚度相等。
具体粘接步骤如下：
1)将待固定的反射镜1倒扣在任一平台上，使得反射镜镜背内孔11开口朝上。
2)将鱼线3和铜箔4用胶带固定于反射镜镜背内孔11的侧壁，具体如图2所示，每一条鱼线3和每一根铜箔4均沿内孔11的轴向延伸出内孔外，多个鱼线3和铜箔4沿内孔11周向排布，且鱼线3和铜箔4间隔均匀分布。铜箔4数量与鱼线3数量一致，直径相同。为了获得最佳胶层粘接厚度，鱼线直径为0.1mm。
3)在支撑结构件2外周面均匀涂抹环氧树脂胶5，涂胶厚度约0.1-0.15mm；本实施例中环氧树脂胶5为DP490，其他实施例中也可以是其他型号的环氧树脂胶。
4)将步骤3)完成胶层涂覆的支撑结构件2同轴套设于反射镜镜背内孔11内，套设过程中确保固定在内孔11的鱼线3和铜箔4位置不发生改变，套设后，为确保对应铜箔4位置的绝大部分胶水被挤压，应在支撑结构件D面加载一定重量的重物。
5)待胶层固化至糊状后，将铜箔4缓慢抽离，在铜箔4对应位置处的胶层被挤压或粘附带出，因此，最终形成带状的胶斑。
为保证判断胶层半固化时间点的准确性，设置粘接对照组作为参考。观察对照组，待胶层固化至糊状后，将铜箔4缓慢抽离。
6)在室温下继续静置，待胶层完全固化后，剪断内孔外多余鱼线3，完成支撑结构件2的粘接固定。
图3和图4为胶层固化后最终形成的粘接区域。胶层周向间隔分布，从展开面来看，胶层最终在反射镜镜背内孔11圆柱面上的分布为条带状。
Claims (10)
1.一种反射镜高精度粘接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、倒扣待粘接的反射镜，使得镜背内孔开口朝上；
步骤二、将多条薄垫片和细线用胶带固定于内孔壁；薄垫片和细线沿内孔壁轴向延伸出孔外，周向间隔排布；
步骤三、在支撑结构件的外周面均匀涂抹胶层；
步骤四、将涂抹胶层的支撑结构件同轴套装在步骤二处理后的反射镜内孔内，使得支撑结构件的外周面与内孔壁紧贴；
步骤五、待胶层固化至糊状后，将薄垫片缓慢抽离；
步骤六、待胶层完全固化后，剪断内孔外多余细线，完成反射镜与支撑结构件的粘接固定。
2.根据权利要求1所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：所述薄垫片的厚度位于0.08-0.12mm之间，所述细线的直径与薄垫片的厚度相等。
3.根据权利要求2所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：所述薄垫片为铜箔，所述细线为鱼线。
4.根据权利要求3所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：鱼线的直径为0.1mm。
5.根据权利要求1-4任一所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：所述薄垫片的数量与细线的数量相等，且间隔均匀排布。
6.根据权利要求4所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：所述步骤三中的胶层为DP490环氧树脂胶层。
7.根据权利要求1所述的反射镜高精度粘接方法，其特征在于：步骤四中，还包括在涂抹胶层的支撑结构件套装在步骤二处理过的反射镜内孔后，在支撑结构件D面加载一定重量重物的步骤。
8.一种反射镜高精度粘接装置，包括反射镜与支撑结构件，支撑结构件通过胶层粘接在反射镜镜背内孔内；
其特征在于：还包括分布在胶层内的多根细线；
所述胶层为多条互不相连的带状胶斑，带状胶斑沿内孔壁轴向延伸，周向排布。
9.根据权利要求8所述的反射镜高精度粘接装置，其特征在于：多条带状胶斑沿内孔壁周向均匀排布，胶层厚度为0.1mm。
10.根据权利要求9所述的反射镜高精度粘接装置，其特征在于：所述反射镜材料为微晶玻璃，支撑结构件材料为与反射镜线膨胀系数匹配的铁镍合金；
所述细线为鱼线；
所述胶层为DP490环氧树脂胶层；
所述支撑结构件的外周面为与反射镜镜背内孔相适配的小锥度锥面。
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