CN218580041U - 一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，包括底座、上表面掩膜、下表面掩膜和螺纹杆；底座外环部上端设有定位零件的环形凹腔，环形凹腔底面上均布设有供零件上表面镀膜带嵌入的浅槽，外环部上端位于环形凹腔的外围一圈上均布设有供零件外环侧面镀膜的竖向凹槽；上表面掩膜上均布设有供零件上表面镀膜的开槽；下表面掩膜的上部法兰部分均布设有供零件的下表面镀膜的开槽；下表面掩膜的下部套体部分的外环面形状与零件的下表面上的中心孔的形状匹配；底座、上表面掩膜和螺纹杆连接，形成零件上表面及侧面镀膜用辅助工装；底座和下表面掩膜连接，形成零件下表面、侧面及内孔镀膜用辅助工装。本装置简化了镀膜工序。

Description

一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置

技术领域

本实用新型属于石英零件表面电机金属化技术领域，涉及半球形无孔石英零件上下表面电极导通的需求技术，特别涉及一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置。

背景技术

半球谐振陀螺是新一代的长寿命、高可靠、低功耗、轻重量的惯性敏感元件，其是一种新型惯导级固体陀螺，具有启动准备时间短，测量精度高，输出信号噪声小，零偏及标度因数长期稳定性强等诸多优点。

石英半球谐振陀螺的工作原理是谐振子的振动效应。实现谐振子的振动激励和信号检测，是基于石英零件表面的电极来实现的。石英玻璃为非金属材料，本身不具有导电功能，为使其具备电极的导电功能，以及后续其他工序对石英零件的焊接要求，需要在石英零件的上、下表面及侧面进行真空磁控溅射镀膜的金属化工艺。根据真空磁控溅射镀膜的工艺要求，需要设计一套专用的镀膜辅助装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种节省镀膜工序、安装和拆卸方便、可提高生产效率和降低成本的半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，其特征在于：主要包括底座、上表面掩膜、下表面掩膜和螺纹杆；

所述底座整体为圆柱状，由同心设置的外环部和内圆柱在底部连接构成，内圆柱的高度小于外环部的高度；在外环部的上端设置有与零件的球形面以下部分形状匹配的环形凹腔，在环形凹腔的底面上沿圆周方向均布设置有供零件上表面镀膜带嵌入的浅槽，在外环部的上端位于环形凹腔的外围一圈上均布设置有供零件外环侧面镀膜的竖向凹槽；

所述上表面掩膜为环形板状，上表面掩膜的中心孔径与零件上表面内部一圈镀膜的外径一致，在上表面掩膜上沿圆周方向均布设置有供零件的上表面镀膜的开槽；

所述螺纹杆由位于上部的压盖部、中部光杆部及下部螺纹杆段部构成，压盖部的外径与零件顶面的外径一致，中部光杆部的外径与零件的中心孔径一致，下部螺纹杆段的尺寸与底座的内圆柱上的中心螺纹孔的尺寸匹配；

所述下表面掩膜为法兰盘式结构，其中心设置有上大下小的锥形孔；下表面掩膜的上部法兰部分位于锥孔的外围沿圆周方向均布设置有与供零件的下表面镀膜的开槽；所述下表面掩膜的下部套体部分的外环面形状与零件的下表面上的中心孔的形状匹配；

所述上表面掩膜与底座上端定位并固定连接，所述螺纹杆穿经正向安装到底座上的零件并与底座内圆柱上中心螺纹孔连接，形成零件上表面及侧面镀膜用辅助工装；所述下表面掩膜与底座上端定位并固定连接，所述零件反向压装在下表面掩膜与底座之间，形成零件下表面、侧面及内孔镀膜用辅助工装。

进一步的：所述底座上的竖向凹槽的外部呈喇叭口状而内部呈竖槽状，且竖槽部位的宽度与零件外环侧面上的镀膜带的设定宽度一致。

进一步的：所述上表面掩膜上的开槽由外宽槽部和内窄槽部构成，该内窄槽部的宽度与零件上表面上的上表面镀膜带的设定宽度一致，且数量匹配。

进一步的：所述下表面掩膜上的开槽由外宽槽部分和内窄槽部分构成，该窄槽部分的槽宽与零件下表面上的下表面镀膜带的设定宽度一致，且数量匹配；在窄槽部分的上部对称设置有导斜面。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型通过括底座、上表面掩膜和螺纹杆的组合，可将零件正向安装到底座上，实现零件的上表面和外环侧面的镀膜；而通过底座和下表面掩膜，可将零件反向安装到底座上，实现零件的下表面、外环侧面及内孔镀膜，从而实现了将三次镀覆工序降低为两次，提高了效率，降低了成本；另外，在进行零件的上表面镀膜和下表面镀膜时，均同时进行工件的外环侧面镀膜，也保证了零件上、下表面的可靠连通。

2、本实用新型辅助镀膜装置构成件少，两件之间采用常规的方式进行连接(销定位和螺钉连接)，具有安装和拆卸方便的优点。

3、采用本辅助镀膜装置，还具有周转便利的优点。

附图说明

图1是本实用新型半球形无孔石英零件上表面及侧面镀膜安装示意图；

图2是本实用新型半球形无孔石英零件下表面及侧面镀膜安装示意图；

图3是本实用新型镀膜辅助装置的底座立体半剖示意图；

图4是本实用新型膜辅助装置的底座的俯视图；

图5是本实用新型上表面掩膜的俯视图；

图6是本实用新型下表面掩膜的俯视图；

图7是本实用新型下表面掩膜的纵剖图；

图8是本实用新型半球形无孔石英零件镀膜后的立体结构示意图1；

图9是本实用新型半球形无孔石英零件镀膜后的立体结构示意图2。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本实用新型的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，请参见图1-8，其发明点为：主要包括底座4、上表面掩膜3、下表面掩膜5和螺纹杆1。在对半球形无孔石英零件2的上表面和侧面进行镀膜操作时，底座、上表面掩膜和螺纹杆配合使用；而后续在对半球形无孔石英零件的下表面、侧面及内孔进行镀膜操作时，所述底座和下表面掩膜配合使用。

本待处理的半球形无孔石英零件上金属化镀膜的结构特点为：在半球形无孔石英零件的球形外表面上设计有镀膜层，在与球形外表面连接的上表面上沿圆周方向均布设置有上表面镀膜带，所有上表面镀膜带通过内部一圈镀膜与球形外表面上的镀膜连接；在与上表面相对的下表面上沿圆周方向均布设置有下表面镀膜带，下表面镀膜带与上表面镀膜带一一对应，在连接上表面和下表面的侧面上沿圆周方向均布设置有侧面镀膜带，每一条侧面镀膜带连通一条上表面镀膜带和对应的一条下表面镀膜带。

针对上述的镀膜结构特点，底座、上表面掩膜、下表面掩膜和螺纹杆具体采用如下结构形式：

底座：

见图1-4，整体为圆柱状，由同心设置的外环部和内圆柱在底部连接构成，内圆柱的外径小于外环部的内径，内圆柱的高度小于外环部的高度，该高度差需要满足零件在底座上的反正高度要求。在外环部的上端设置有环形凹腔，环形凹腔的外径与半球形无孔石英零件的外环侧面的外径一致，环形凹腔的底面为零件安装面4.3，在环形凹腔的底面上沿圆周方向均布设置有浅槽4.5，浅槽的宽度与零件上表面镀膜带的设定宽度一致，用于在进行零件的下表面和外侧面镀膜时，避免已镀膜的上表面的膜层与环形凹腔的底面接触。在外环部的上端位于环形凹腔的外围一圈上均布设置有竖向凹槽4.4，竖向凹槽位与环形凹腔底面上的凹凸位一一对应，且竖向凹槽的槽底与环形凹腔的底面齐平，竖向凹槽的外部呈喇叭口状而内部呈竖槽状，且竖槽部位的宽度与零件外环侧面上的镀膜带的设定宽度一致。在外环部的上端设置有呈180°布置的两个销钉孔4.6，两个销钉孔均设置在其中两个相邻的竖向凹槽位之间的部位，通过插入销钉起到与上表面掩膜的定位配合作用。在外环部的上端沿圆周方向还均布设置有多个螺纹孔4.2，螺纹孔设置在避开竖向凹槽的部位，其作用是通过连接螺钉，将下表面掩膜固定在底座上端。在内圆柱的顶部设置有外环凹台，该外环凹凸与零件的上端中心凹槽配合。在内圆柱的中心设置有螺纹孔4.1，该螺纹孔与螺纹杆的下端通过螺纹连接，实现在对零件的上表面和外环侧面进行镀膜时，将零件同心固定在底座上。

底座的作用是：用于定位安装待镀膜的零件，同时通过结构设计，暴露出对应于零件外环侧面上需要镀膜的部位。底座材料选用真空性能良好的304不锈钢，机加工后进行电解抛光，提高表面光洁度。

上表面掩膜：

见图1和5，上表面掩膜为环形板状，上表面掩膜的中心孔径与零件上表面内部一圈镀膜的外径一致，在上表面掩膜上沿圆周方向均布设置有与其内孔连通的开槽3.3，开槽由外宽槽部和内窄槽部构成，内窄槽部的宽度与零件上表面上的上表面镀膜带一致，且数量匹配。在上表面掩膜上避让开开槽的位置加工有销孔3.1和螺钉穿装孔3.2，用于实现将上表面掩膜定位和固定在底座上方，该上表面掩膜的作用是通过匹配的结构设计，暴露出零件上表面需要镀膜的部位，而不需要镀膜的部位被遮挡住。材料同样选用真空性能良好的304不锈钢，机加工后进行电解抛光，提高表面光洁度。

螺纹杆：

见图1，所述螺纹杆由为三段式结构，由位于上部的压盖部、中部光杆部及下部螺纹杆段部构成，压盖部的外径与零件的顶面的外径一致，中部光杆部的外径与零件的中心孔径一致，下部螺纹杆段的尺寸与底座的内圆柱上的中心螺纹孔的尺寸匹配。该螺纹杆的作用是：用于将零件正装固定在底座上。

下表面掩膜：

见图2、6合格7，下表面掩膜为法兰盘式结构，其中心设置有上大下小的锥形孔5.3。锥形孔可以增加离子束流对内孔的溅射数量，提高内孔的镀膜效率。下表面掩膜的上部法兰部分位于锥孔的外围沿圆周方向均布设置有与其外环侧面连通的开槽5.1。该开槽由外宽槽部分和内窄槽部分构成，窄槽部分的槽宽与零件下表面上的下表面镀膜带的宽度一致，且数量匹配。在窄槽部分的上部对称设置有导斜面。在下表面掩膜上的非开槽部位均布设置有多个螺钉安装孔5.2，用于穿装螺钉，实现将下表面掩膜固定在底座上。下表面掩膜的下部套体部分的外环面形状与零件的下表面上的中心孔的形状匹配，以实现零件与下表面掩膜的嵌装配合。材料选用真空性能良好的304不锈钢，机加工后进行电解抛光，提高表面光洁度。

采用本镀膜辅助装置进行零件金属化的镀膜工艺过程为：

第一步:先进行零件上表面及外环侧面的金属化镀膜

如图1和图8所述，石英零件上表面朝上，放置到底座的环形安装槽处，上表面掩膜放置在石英零件之上，通过定位孔对正插入销钉，实现上表面掩膜的定位，通过在上表面掩膜上的螺钉穿装孔内及底座外环部上的螺纹孔内安装锁紧螺钉，实现上表面掩膜的安装固定。螺纹杆穿过零件的中心孔，其压盖部与零件的顶面接触，其下部的螺纹杆部分与底座内圆柱中心的螺纹孔通过螺纹紧固，实现零件定位和固定(其中，上表面掩膜和螺纹杆均起到压紧、固定和遮挡镀膜的三个作用。)如此安装方式，进行镀覆工艺，因底座上竖向凹槽及上表面掩膜上开槽的特殊设计，可同时实现无孔石英零件上表面(包括外球面和上端面两部分)和外环侧面的金属化镀膜，形成外球面镀膜层2.1、上端面镀膜层2.2和外环侧面镀膜层2.3，减少了一次镀膜工序。

第二步：后进行零件下表面、外环侧面及内孔金属化镀膜

如图2和图9所示，石英零件下表面朝下，放置到底座的环形安装槽处。下表面掩膜与底座通过螺钉紧固。下表面掩膜起到压紧、固定和遮挡镀膜的三个作用。其中，底座上环形凹腔内浅槽的设计，可以避免已经镀覆的膜层与底座接触摩擦而损伤膜层从而保证了镀膜质量，底座上部的竖向凹槽，可使无孔石英零件下表面和内孔镀膜时再一次在零件的外环面上镀覆一层金属膜层，形成下表面镀膜层2.5和内孔镀膜层2.4，保证了零件上、下表面的可靠连通。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，其特征在于：主要包括底座、上表面掩膜、下表面掩膜和螺纹杆；

所述底座整体为圆柱状，由同心设置的外环部和内圆柱在底部连接构成，内圆柱的高度小于外环部的高度；在外环部的上端设置有与零件的球形面以下部分形状匹配的环形凹腔，在环形凹腔底面上沿圆周方向均布设置有供零件上表面镀膜带嵌入的浅槽，在外环部的上端位于环形凹腔的外围一圈上均布设置有供零件外环侧面镀膜的竖向凹槽；

所述上表面掩膜为环形板状，上表面掩膜的中心孔径与零件上表面内部一圈镀膜的外径一致，在上表面掩膜上沿圆周方向均布设置有供零件的上表面镀膜的开槽；

所述螺纹杆由位于上部的压盖部、中部光杆部及下部螺纹杆段部构成，压盖部的外径与零件顶面的外径一致，中部光杆部的外径与零件的中心孔径一致，下部螺纹杆段的尺寸与底座的内圆柱上的中心螺纹孔的尺寸匹配；

所述下表面掩膜为法兰盘式结构，其中心设置有上大下小的锥形孔；下表面掩膜的上部法兰部分位于锥孔的外围沿圆周方向均布设置有与供零件的下表面镀膜的开槽；所述下表面掩膜的下部套体部分的外环面形状与零件的下表面上的中心孔的形状匹配；

所述上表面掩膜与底座上端定位并固定连接，所述螺纹杆穿经正向安装到底座上的零件并与底座内圆柱上中心螺纹孔连接，形成零件上表面及侧面镀膜用辅助工装；所述下表面掩膜与底座上端定位并固定连接，所述零件反向压装在下表面掩膜与底座之间，形成零件下表面、侧面及内孔镀膜用辅助工装。

2.根据权利要求1所述的半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，其特征在于：所述底座上的竖向凹槽的外部呈喇叭口状而内部呈竖槽状，且竖槽部位的宽度与零件外环侧面上的镀膜带的设定宽度一致。

3.根据权利要求1所述的半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，其特征在于：所述上表面掩膜上的开槽由外宽槽部和内窄槽部构成，该内窄槽部的宽度与零件上表面上的上表面镀膜带的设定宽度一致，且数量匹配。

4.根据权利要求1所述的半球形无孔石英零件金属化的镀膜辅助装置，其特征在于：所述下表面掩膜上的开槽由外宽槽部分和内窄槽部分构成，该窄槽部分的槽宽与零件下表面上的下表面镀膜带的设定宽度一致，且数量匹配；在窄槽部分的上部对称设置有导斜面。

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