CN217709669U - 一种工装及真空镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工装及真空镀膜设备，所述工装包括基座、支撑件以及多个串挂件。所述基座呈围合状设置，而具有中空部。所述支撑件安装于所述基座，并横跨所述中空部。所述多个串挂件分布于所述支撑件的两侧，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件在所述支撑件的两端之间间隔分布、并横跨于所述基座和所述支撑件之间。其中，每一所述串挂件可拆卸设置，而用于穿过工件的通孔以串挂所述工件。由于只有串挂件与工件的通孔的孔壁接触，所述工装不会接触到工件的工作表面，而避免了传统摆盘方式中工装会接触到工件的工作表面的情况，保证了工件上形成的CVD涂层的均匀性，提升了涂层工件的使用性能。

Description

一种工装及真空镀膜设备

技术领域

本实用新型涉及真空镀膜技术领域，特别是涉及一种工装及真空镀膜设备。

背景技术

涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢基体表面上，利用气相沉积方法涂覆单层或多层复合的耐磨性好的难熔金属或非金属化合物。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件之间的扩散和化学反应，从而减少了刀具基体的磨损。涂层刀具具有表面硬度高、化学性能稳定、耐热、耐磨、耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性，相比未涂层的刀具，其寿命提升3～5 倍以上，切削速度提高20％～70％，加工精度提高0.5～1级。

CVD(化学气相沉积)法是在常压或负压化学反应容器内，按照沉积物成分将纯净的H₂、CH₄、N₂、TiCl₄、AlCl₃、CO₂等有关气体以一定配比均匀混合，并将化学反应容器内部加热至950℃～1050℃，使得混合气体与硬质合金材质的刀具基体的表面进行分解、热合等气固反应或发生化学传输作用，而在加热的刀具基体的表面沉积形成TiC、TiN、TiCN、Al₂O₃单层或多层复合涂层的一种涂层方法。

传统涂层刀具的CVD涂层通过人工将刀具基体的后刀面放置于料盘的孔位上而进行摆盘，完成摆盘后开展后续的CVD涂层工序。由于料盘的孔位与刀具基体的后刀面接触，可能出现CVD涂层均匀性问题，导致涂层刀具的使用性能下降。

实用新型内容

基于此，提供一种工装，旨在克服涂层刀具的CVD涂层均匀性问题，而提升涂层刀具的使用性能。

一种工装，包括：

基座，所述基座呈围合状设置，而具有中空部；

支撑件，所述支撑件安装于所述基座，并横跨所述中空部；以及

多个串挂件，所述多个串挂件分布于所述支撑件的两侧，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件在所述支撑件的两端之间间隔分布、并横跨于所述基座和所述支撑件之间；

其中，每一所述串挂件可拆卸设置，而用于穿过刀具基体的通孔以串挂所述刀具基体。

在其中一个实施例中，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件与位于所述支撑件的另一侧的所有所述串挂件一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述基座包括外围合部和内围合部，所述内围合部设于所述外围合部的内侧面，所述内围合部的顶端低于所述外围合部的顶端；所述支撑件安装于所述内围合部，所述多个串挂件安装于所述内围合部和所述支撑件。

在其中一个实施例中，所述内围合部的顶端的端面上设有相对的两安装槽，所述支撑件的两端与所述两安装槽一一配合。

在其中一个实施例中，所述安装槽的侧面呈弧形设置，所述支撑件的两端均设有凸出部，所述凸出部呈弧形设置，所述凸出部与所述安装槽间隙配合。

在其中一个实施例中，所述内围合部的顶端的端面上设有多个第一插槽，所述支撑件的两侧均设有多个第二插槽，所述多个第一插槽与所述多个第二插槽一一对应设置；每一所述串挂件的一端设于一所述第一插槽中，另一端设于一所述第二插槽中。

在其中一个实施例中，所述外围合部的高度大于所述刀具基体的最大长度。

在其中一个实施例中，所述内围合部的底端设有伸出所述外围合部的底端的伸出部，所述伸出部的伸出长度等于或者大于所述外围合部的顶端相对于所述内围合部的顶端的凸出高度。

在其中一个实施例中，所述基座的侧面上开设有的多个阶梯孔，每一所述阶梯孔贯穿所述外围合部和所述内围合部，并且外大内小设置。

一种真空镀膜设备，包括：

反应容器；和

工装，所述工装设于所述反应容器内；

所述工装包括：

基座，所述基座呈围合状设置，而具有中空部；

支撑件，所述支撑件安装于所述基座，并横跨所述中空部；以及

多个串挂件，所述多个串挂件分布于所述支撑件的两侧，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件在所述支撑件的两端之间间隔分布、并横跨于所述基座和所述支撑件之间；

其中，每一所述串挂件可拆卸设置，而用于穿过刀具基体的通孔以串挂所述刀具基体。

上述工装，通过设置横跨基座的中空部的支撑件，并设置由基座和支撑件共同支撑的多个串挂件，多个串挂件分布于支撑件的两侧，支撑件一侧的所有串挂件间隔排布，且每一串挂件可拆卸地横跨于基座和支撑件之间。因而，放置刀具基体(工件)时，逐一取出串挂件，在其上串设多个刀具基体后，重新放回基座和支撑件的相应位置上，并使相邻的刀具基体间隔而挂吊多个刀具基体。由于只有串挂件与刀具基体的通孔的孔壁接触，该工装不会接触到刀具基体的工作表面，而避免了传统摆盘方式中工装会接触到刀具基体的工作表面的情况，保证了刀具基体上形成的CVD涂层的均匀性，提升了涂层刀具的使用性能。而且，相对于传统摆盘方式，挂吊方式充分利用了立体空间，显著增加了工装上放置刀具基体的数量，即提高了单次真空镀膜的刀具基体的数量，提升了涂层刀具的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中工装的结构示意图；

图2为图1中工装的主视图；

图3为图2中工装的俯视图；

图4为图2中工装的仰视图；

图5为图1中工装的基座的结构示意图；

图6为图1中工装的支撑件的结构示意图；

图7为图1中工装的串挂件的结构示意图；

图8为本实用新型一实施例中真空镀膜设备的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1至图4，图1示出了本实用新型第一实施例中工装的结构示意图，图2示出了图1中工装的主视图，图3示出了图2中工装的俯视图，图4示出了图2中工装的仰视图，本实用新型第一实施例提供了的工装100，包括基座 200、支撑件300以及多个串挂件400。基座200呈围合状设置，而具有中空部 202。支撑件300安装于基座200，并横跨中空部202。多个串挂件400分布于支撑件300的两侧。位于支撑件300的一侧的所有串挂件400在支撑件300的两端之间间隔分布，并横跨于基座200和支撑件300之间。其中，每一串挂件 400可拆卸设置，而用于穿过刀具基体500的通孔(未图示)以串挂刀具基体 500。

本实施例工装100通过设置横跨基座200的中空部202的支撑件300，并设置由基座200和支撑件300共同支撑的多个串挂件400，多个串挂件400分布于支撑件300的两侧，支撑件300一侧的所有串挂件400间隔排布，且每一串挂件400可拆卸地横跨于基座200和支撑件300之间。因而，放置刀具基体500 (工件)时，逐一取出串挂件400，在其上串设多个刀具基体500后，重新放回基座200和支撑件300的相应位置上，并使相邻的刀具基体500间隔而挂吊多个刀具基体500。由于只有串挂件400与刀具基体500的通孔的孔壁接触，该工装100不会接触到刀具基体500的工作表面，而避免了传统摆盘方式中工装会接触到刀具基体的工作表面的情况，保证了刀具基体500上形成的CVD涂层的均匀性，提升了涂层刀具的使用性能。而且，相对于传统摆盘方式，挂吊方式充分利用了立体空间，显著增加了工装100上放置刀具基体500的数量，即提高了单次真空镀膜的刀具基体500的数量，提升了涂层刀具的生产效率。

需要说明的是，呈围合状设置的基座200可以为但不限于环形、框形、套筒状或者其他围合形状。当基座200呈环形时，其可以为但不限于圆环、椭圆环或者跑道环状。当基座200呈框形时，其可以为但不限于方框。当基座200 呈套筒状时，其可以为但不限于圆柱筒状。同一串挂件400上的多个刀具基体500需间隔挂吊，避免相邻的刀具基体500相互接触而影响涂层的均匀性。相邻的两串挂件400之间的间隔距离视挂吊状态下的刀具基体500的最大宽度W而定，即相邻的两串挂件400之间的间隔距离大于挂吊状态下的刀具基体500的最大宽度W，而足以避免其上的刀具基体500相互接触；或者，相邻的两串挂件400上的刀具基体500在其宽度方向上错开设置而避免接触。串挂件400的截面尺寸根据刀具基体500的通孔调整，长度根据支撑件300和基座200的尺寸调整，具体视其横跨的距离而定，部分或者全部串挂件400的长度可能相同设置。

为了进一步避免同一串挂件400上的多个刀具基体500之间相互接触，每一串挂件400上串设有间隔件600，该间隔件600仅接触刀具基体500的局部侧面，不会接触刀具基体500的工作表面。相邻的两刀具基体500之间设有一间隔件600，而避免了在该工装100上装载好刀具基体500后，同一个串挂件400 上的多个刀具基体500因外力作用而相连的现象。为了进一步提高间隔效果，刀具基体500和支撑件300之间可以设置一间隔件600，刀具基体500和基座 200之间可以设置一间隔件600。间隔件600根据应用需要设置，在工装100不需要转动的应用情景中，可以不设置间隔件600。

本实施例中，位于支撑件300的一侧的所有串挂件400与位于支撑件300 的另一侧的所有串挂件400一一对应设置。而且，在水平面上每一串挂件400 与支撑件300垂直设置。可以理解的是，在其他实施例中，位于支撑件300的一侧的所有串挂件400与位于支撑件300的另一侧的所有串挂件400一一错开设置；另外，至少一侧的所有串挂件400平行设置、且在水平面上与支撑件300 非垂直相交。

该基座200包括外围合部210和内围合部220，内围合部220设于外围合部 210的内侧面，内围合部220的顶端低于外围合部210的顶端。支撑件300安装于内围合部220，多个串挂件400安装于内围合部220和支撑件300。由于外围合部210的顶端高于内围合部220的顶端，而在基座200的顶部的内侧形成台阶状结构，该台阶状结构有利于工装100的上下堆叠，而进一步提高单次真空镀膜的刀具基体500的数量。而且，支撑件300和多个串挂件400均设置于内围合部220，便于基座200承载支撑件300和多个串挂件400，同时由于支撑件 300和多个串挂件400低于外围合部210的顶端，可使串挂件400上的刀具基体 500尽量位于外围合部210的内部。可以理解的是，在其他实施例中，支撑件 300可以设置在外围合部210上，其对多个串挂件400的支撑并不会受到影响，多个串挂件400也可以相应地连接到外围合部210上。

结合图5和图6，图5示出了本实施例中工装的基座的结构示意图，图6示出了本实施例中工装的支撑件的结构示意图，内围合部220的顶端的端面222 (台阶状结构的台阶面)上设有相对的两安装槽224，支撑件300的两端与两安装槽224一一配合。通过设置安装槽224与支撑件300的端部配合，而方便支撑件300的两端安装于内围合部220上，显然，支撑件300的端部与安装槽224 之间无论采取何种配合方式，并不影响其对串挂件400的支撑作用。可以理解的是，支撑件300的上表面可以高出或者平齐端面222设置。当支撑件300的上表面平齐或低于端面222时，有利于工装100层叠布置。

进一步地，安装槽224的侧面呈弧形设置，支撑件300的两端均设有凸出部302，凸出部302呈弧形设置，凸出部302与安装槽224间隙配合。该间隙配合使支撑件300的凸出部302可拆卸设于安装槽224中，而可快速安装和拆下支撑件300，方便组装和维护。显然，在其他实施例中，支撑件300的凸出部 302与安装槽224之间可以采用紧配合方式。

进一步地，内围合部220的顶端的端面222上设有多个第一插槽226，支撑件300的两侧均设有多个第二插槽304，多个第一插槽226与多个第二插槽304 一一对应设置。每一串挂件400的一端设于一第一插槽226中，另一端设于一第二插槽304中。支撑件300一侧的多个第二插槽304与同侧的多个第一插槽 226一一对应设置，串挂件400的一端插入第一插槽226中，另一端置入相对的第二插槽304中，而完成串挂件400的安装，而且容易取出串挂件400。可以理解的是，在其他实施例中，内围合部220和/或支撑件300的侧面设有插孔，支撑件300的一端可侧向插入该插孔中，而采用插孔和插槽配合的方式实现串挂件400的可拆卸设置，或者采用两插孔配合的方式实现串挂件400的可拆卸设置。

本实施例中，第一插槽226和第二插槽304均呈U形设置，串挂件400的两端均与第一插槽226和第二插槽304间隙配合。而且，第一插槽226和第二插槽304的深度均大于串挂件400的厚度，而使串挂件400的上表面低于端面 222和支撑件300的上表面。由于串挂件400未凸出端面222设置，可利用台阶状结构进行工装100堆叠。

为了防止串挂件400上的多个刀具基体500因重力而移动，第一插槽226 的槽底底面平齐第二插槽304的槽底底面设置，而使串挂件400的上表面平行水平面，以避免串挂件400上的刀具基体500在重力的作用下滑移的现象。

结合图2至图4，外围合部210的高度大于刀具基体500的最大长度，可使串挂件400上挂吊的刀具基体500不伸出外围合部210的顶端和底端，当工装 100层叠时，可以避免相邻的上下两层工装100上的刀具基体500之间相互接触。

进一步地，内围合部220的底端设有伸出外围合部210的底端的伸出部228，伸出部228的伸出长度L等于或者大于外围合部210的顶端相对于内围合部220 的顶端的凸出高度H。该伸出部228对应基座200的顶部的台阶状结构设置，上层工装100的伸出部228与下层工装100的顶部的台阶状结构配合，而方便工装100快速堆叠。

为了更好地与台阶状结构配合，该伸出部228自内围合部220的底端延伸而成，当伸出部228的伸出长度L等于外围合部210的顶端的凸出高度H时，上层工装100的伸出部228与下层工装100的顶部的台阶状结构完全适配，完成堆叠后无需对齐；当伸出部228的伸出长度L大于外围合部210的顶端凸出高度H时，可以增加相邻的上下两层工装100的串挂件400之间的距离，而增大了两层刀具基体500之间的上下距离。需要说明的是，在其他实施例中，内围合部220的底端可以不设置伸出部228，即内围合部220的底端与外围合部 210的底端平齐设置，堆叠工装100时，上层工装100的外围合部210的底端位于下层工装100的外围合部210的顶端上。

结合图5，基座200的侧面上开设有的多个阶梯孔230，每一阶梯孔230贯穿外围合部210和内围合部220，并且外大内小设置。该阶梯孔230连通基座 200的内外侧，由于阶梯孔230外大内小设置，有利于气流从基座200的外侧进入基座200的内侧，提高气流的流动性。

本实施例中，该基座200呈环形设置，具体为圆环结构。相应地，外围合部210为外圈，内围合部220为内圈，多个阶梯孔230沿周向均匀分布。两安装槽224相对设置在一径向方向上，多个第一插槽226分布于两安装槽224的两侧。该基座200的材质可以为但不限于石墨。

结合图6，该支撑件300包括中心部310和两柄部320。每一柄部320的一端连接中心部310，另一端设有凸出部302。中心部310设有定位通孔312，定位通孔312用于与真空镀膜设备的内部零件配合，而实现工装100的中心定位。每一柄部320的两侧均设有多个第二插槽304，中心部310的两侧同样也设有多个第二插槽304。该支撑件300的材质可以为但不限于石墨。

结合图7，图7示出了本实施例中工装的串挂件的结构示意图，该串挂件 400呈杆状，其长度根据横跨的支撑件300和内围合部220之间的距离确定，因而，多个串挂件400具有多种不同长度规格的型号。可以理解的是，在其他实施例中，串挂件400可以采用伸缩结构，而灵活调节其长度，无需采用多种不同长度的串挂件400，减少零件的型号，方便安装。

本实施例中，串挂件400的材质可以为但不限于难熔合金，串挂件400上的间隔件600可以为但不限于难熔合金材质的间隔串珠、间隔套或间隔片等等。

请参阅图8，图8示出了本实用新型一实施例中真空镀膜设备的原理图，本实施例提供了的真空镀膜设备700，包括反应容器710和工装100，工装100设于反应容器710内。该工装100的具体结构参照上述实施例，由于本实施例真空镀膜设备700采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

该反应容器710具有反应腔712，反应腔712内设有载台720，载台720上设有定位柱730，工装100承载在载台720上，定位柱730与工装100的支撑件 300的定位通孔312配合，而定位工装100。堆叠工装100时，在下层工装100 上放置上层工装100，使上层工装100的伸出部228与下层工装100的顶部的台阶状结构配合，或者使上层工装100的外围合部210的底端位于下层工装100 的外围合部210的顶端上。

本实施例中，该真空镀膜设备700为CVD设备，至于该CVD设备的其他结构均可参照现有技术，在此不做赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工装，其特征在于，包括：

基座，所述基座呈围合状设置，而具有中空部；

支撑件，所述支撑件安装于所述基座，并横跨所述中空部；以及

多个串挂件，所述多个串挂件分布于所述支撑件的两侧，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件在所述支撑件的两端之间间隔分布、并横跨于所述基座和所述支撑件之间；

其中，每一所述串挂件可拆卸设置，而用于穿过刀具基体的通孔以串挂所述刀具基体。

2.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，位于所述支撑件的一侧的所有所述串挂件与位于所述支撑件的另一侧的所有所述串挂件一一对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的工装，其特征在于，

所述基座包括外围合部和内围合部，所述内围合部设于所述外围合部的内侧面，所述内围合部的顶端低于所述外围合部的顶端；

所述支撑件安装于所述内围合部，所述多个串挂件安装于所述内围合部和所述支撑件。

4.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述内围合部的顶端的端面上设有相对的两安装槽，所述支撑件的两端与所述两安装槽一一配合。

5.根据权利要求4所述的工装，其特征在于，所述安装槽的侧面呈弧形设置，所述支撑件的两端均设有凸出部，所述凸出部呈弧形设置，所述凸出部与所述安装槽间隙配合。

6.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，

所述内围合部的顶端的端面上设有多个第一插槽，所述支撑件的两侧均设有多个第二插槽，所述多个第一插槽与所述多个第二插槽一一对应设置；

每一所述串挂件的一端设于一所述第一插槽中，另一端设于一所述第二插槽中。

7.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述外围合部的高度大于所述刀具基体的最大长度。

8.根据权利要求7所述的工装，其特征在于，所述内围合部的底端设有伸出所述外围合部的底端的伸出部，所述伸出部的伸出长度等于或者大于所述外围合部的顶端相对于所述内围合部的顶端的凸出高度。

9.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述基座的侧面上开设有的多个阶梯孔，每一所述阶梯孔贯穿所述外围合部和所述内围合部，并且外大内小设置。

10.一种真空镀膜设备，包括：

反应容器；和

工装，所述工装设于所述反应容器内，其特征在于，所述工装为权利要求1至9任意一项所述的工装。

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