空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法技术

空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法，首先在托框底面上沿圆周均布三组下轴向注胶孔，侧面加工径向注胶孔，在下轴向注胶孔处放置隔垫。然后在托框底面上沿圆周均布三个轴向胶斑厚度控制垫片，将镜片放置在轴向胶斑厚度控制垫片上，在镜片的上方与下轴向注胶孔对应放置三个隔垫，在托框的顶面与下轴向注胶孔对应放置三个夹持力控制垫片。然后将三个压块分别压紧在三个夹持力控制垫片上，压块上留有上轴向注胶孔与下轴向注胶孔对应。从上轴向注胶孔、下轴向注胶孔注胶，形成轴向胶斑，撤除垫片并将压块和托框重新压紧，最后从径向注胶孔注胶，直至胶与镜片粘接并固化形成径向胶斑。本发明专利技术具有装调简单、易于加工的的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天光学遥感器
，涉及一种应用于航天光学相机的中小口径镜片的支撑方法。
技术介绍
中小口径(通光口径小于小500mm且大于小150mm)镜片(包括反射镜及透镜) 是近阶段航天光学遥感相机中的主要部件。对于该规格的镜片，一般都是先以结构件对其 支撑形成镜片组件后，再与相机主体结构进行连接。 机械工业出版社出版的由周海宪、程云芳翻译的《光机系统设计》(美PaulR. Yoder， Jr.著) 一书中对目前国际上成功应用的镜片安装技术进行了系统总结与详细介 绍。书中共介绍了镜片的弹簧固定、滚边镜座安装、卡环安装、压圈安装、弹性法兰安装、弹 性压块安装、密封环安装、挠性安装、反射镜底面多点粘接安装、侧面多点衬垫安装、侧面三 点粘接+侧面定位衬垫安装、压圈(或弹性法兰或弹性压块)+侧面定位衬安装等安装方 法。这些方法基本属于民用领域、覆盖小口径范围及大中口径范围。 根据书中描述，对于小口径镜片(口径一般小于cp150mm)，常采用的方式如图i所示，镜片1、镜筒2、压圈3、橡胶圈4，橡胶圈4为环形结构，压圈3通过橡胶圈4将镜片1 压在镜筒2内。这种结构存在不能稳定支撑或者装夹应力大的问题，无法同时实现高面形 指标、高面形稳定性、高位置稳定性并经历发射振动的环境。而对于大中口径反射镜(口径一般大于cp500mm)或大口径反射镜，常采用背部离散支撑来形成组件，如图2所示。该 种离散支撑方式结构复杂，支撑结构重量大，结构加工精度要求高，装调难度大，不适用于 透镜，也不宜用于口径较小的反射镜。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种镜片面形精度高、镜 片面形及位置稳定、装调简单、易于加工的空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方 法。 本专利技术的技术解决方案是，步 骤如下 (1)选取圆形的托框与镜片，在托框底面上沿圆周互成120度的位置加工三组下 轴向注胶孔，在托框的侧面沿圆周对称加工径向注胶孔，在所述下轴向注胶孔处放置三个 隔垫； (2)在托框底面上沿圆周互成120度的位置放置三个轴向胶斑厚度控制垫片，轴 向胶斑厚度控制垫片所在的位置与所述下轴向注胶孔所在的位置不相同； (3)将镜片放置在轴向胶斑厚度控制垫片上，在镜片的上方与下轴向注胶孔处对 应的位置放置三个隔垫； (4)在托框的顶面上与下轴向注胶孔处对应的位置放置三个夹持力控制垫片；3 (5)选取三个压块，在所述压块上加工上轴向注胶孔，将三个压块分别压紧在三个 夹持力控制垫片上，上轴向注胶孔与下轴向注胶孔对应； (6)从上轴向注胶孔与下轴向注胶孔注胶，直至胶将隔垫压紧在镜片上并形成轴 向胶斑，轴向胶斑的面积不大于隔垫的面积； (7)待胶完全固化后，释放压块，撤除轴向胶斑厚度控制垫片和夹持力控制垫片， 将压块和托框重新压紧； (8)从径向注胶孔注胶，直至胶与镜片粘接并固化形成径向胶斑。 所述的托框和压块的材料为钛合金Tc4。所述的胶为xm23。 本专利技术与现有技术相比的优点在于 (1)本专利技术方法通过径向胶斑的直接粘接和轴向胶斑的非直接粘接对镜片进行支 撑，提高了镜片面形的指标(可研制面形Rms值优于A /60， 1 A = 0. 6328um)，同时提高了 镜片的垂轴位置稳定性；通过轴向胶斑对镜片的夹持，提高了镜片的沿轴位置稳定性(可 优于0. 002mm)，同时镜片的面形稳定性也得到了提高(可优于2 A /1000); (2)本专利技术方法通过轴向胶斑非直接粘接对镜片进行夹持，提高了镜片组件的 轴向振型频率(可高于100Hz)，径向胶斑的直接粘接保证了较高的镜片组件径向振型频 率(可高于100Hz)，由于胶的阻尼作用，使得频点处镜片加速度响应放大较小(可高于10 倍)，有利于镜片的稳定，能够经历较苛刻的振动环境，特别适合于保证航天遥感设备在发 射阶段的安全性； (3)本专利技术方法简单，涉及的组件较少，支撑结构更简单、支撑结构重量更小、支撑 结构加工精度要求更低、组件装调难度更小。附图说明 图1为现有的小口径透镜组件支撑结构构型式； 图2为现有的大中口径背部离散支撑反射镜组件结构型式； 图3为本专利技术径向多点胶接、轴向三点夹持的镜片支撑形式机构图； 图4为本专利技术径向多点胶接、轴向三点夹持的镜片支撑形式结构示意图； 图5为本专利技术轴向胶斑生成过程示意图； 图6为本专利技术轴向夹持力生成过程示意图； 图7为本专利技术径向胶斑生成过程示意图； 图8为本专利技术实施例中裸镜光轴水平面形检测工况示意图； 图9为本专利技术实施例中轴向夹持工况示意图； 图10为本专利技术实施例中组件光轴水平面重力的工况示意图； 图11为本专利技术实施例中组件一阶弯曲工况示意图； 图12为本专利技术实施例中组件单点轴向力工况示意图； 图13为本专利技术实施例中组件温度变化工况示意图； 图14为本专利技术实施例中组件光轴竖直工况示意图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。 如图3、图4所示，本专利技术方法的主要步骤如下 (1)选取圆形的托框8与镜片1，并在托框8底面上沿圆周互成120度的位置加工 三组下轴向注胶孔14，在托框8的侧面沿圆周对称加工径向注胶孔15，在下轴向注胶孔14 处放置三个隔垫11 ;放置隔垫11的目的在于避免轴向胶斑6与镜片1发生粘接，同时也降 低了轴向胶斑6与镜片1之间的摩擦系数，最终使轴向胶斑6对镜片1产生尽量小的径向 作用力。 (2)在托框8底面上沿圆周互成120度的位置放置三个轴向胶斑厚度控制垫片 13，轴向胶斑厚度控制垫片13所在的位置与下轴向注胶孔14所在的位置不相同；轴向胶斑 厚度控制垫片13用于控制镜片1两侧轴向胶斑6厚度的一致性。 (3)将镜片1放置在轴向胶斑厚度控制垫片13上，在镜片1的上方与下轴向注胶 孔14处对应的位置放置三个隔垫11 ; (4)在托框8的顶面上与下轴向注胶孔14处对应的位置放置三个夹持力控制垫片12，夹持力控制垫片12用于控制及实施轴向胶斑6对镜片1的夹持力。 (5)选取三个压块9，在压块9上加工上轴向注胶孔17，将三个压块9分别压紧在三个夹持力控制垫片12上，上轴向注胶孔17与下轴向注胶孔14对应，如图5所示； (6)从上轴向注胶孔17与下轴向注胶孔14注胶，直至胶将隔垫11压紧在镜片1上并形成轴向胶斑6，轴向胶斑6的面积尽量接近且不大于隔垫11的面积，以防止胶溢出而与镜片1发生粘接，同时保证一定的胶斑面积，如图5所示； (7)待胶完全固化后，释放压块9，撤除轴向胶斑厚度控制垫片13和夹持力控制垫 片12，将压块9和托框8重新压紧，如图6所示，目的在于将轴向胶斑6压縮一定厚度(夹 持力控制垫片12的厚度)，轴向胶斑6被压縮产生弹性变形后，会产生一定夹持力从而对镜 片1形成夹持作用； (8)从径向注胶孔15注胶，直至胶与镜片l粘接并固化形成径向胶斑7，如图7所示。 为使镜片组件不同材料间的线膨胀系数差异尽量小，及结构具有更高的尺寸稳定 性和更高的比刚度，托框8和压块9的材料为钛合金Tc4。为使胶斑具有适当的弹性模量， 及具有好的真空稳定性，胶选用xm23。 由于轴向胶斑6只有三对且只夹持不粘接，根据三点确定一个平面的原理，在轴 向载荷工况下，轴向胶斑6不影响镜片l面形。另外，轴向胶斑6与镜片l之间有光本文档来自技高网...

【技术保护点】
空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法，其特征在于步骤如下：（１）选取圆形的托框（８）与镜片（１），在托框（８）底面上沿圆周互成１２０度的位置加工三组下轴向注胶孔（１４），在托框（８）的侧面沿圆周对称加工径向注胶孔（１５），在所述下轴向注胶孔（１４）处放置三个隔垫（１１）；（２）在托框（８）底面上沿圆周互成１２０度的位置放置三个轴向胶斑厚度控制垫片（１３），轴向胶斑厚度控制垫片（１３）所在的位置与所述下轴向注胶孔（１４）所在的位置不相同；（３）将镜片（１）放置在轴向胶斑厚度控制垫片（１３）上，在镜片（１）的上方与下轴向注胶孔（１４）处对应的位置放置三个隔垫（１１）；（４）在托框（８）的顶面上与下轴向注胶孔（１４）处对应的位置放置三个夹持力控制垫片（１２）；（５）选取三个压块（９），在所述压块（９）上加工上轴向注胶孔（１７），将三个压块（９）分别压紧在三个夹持力控制垫片（１２）上，上轴向注胶孔（１７）与下轴向注胶孔（１４）对应；（６）从上轴向注胶孔（１７）与下轴向注胶孔（１４）注胶，直至胶将隔垫（１１）压紧在镜片（１）上并形成轴向胶斑（６），轴向胶斑（６）的面积不大于隔垫（１１）的面积；（７）待胶完全固化后，释放压块（９），撤除轴向胶斑厚度控制垫片（１３）和夹持力控制垫片（１２），将压块（９）和托框（８）重新压紧；（８）从径向注胶孔（１５）注胶，直至胶与镜片（１）粘接并固化形成径向胶斑（７）。...

【技术特征摘要】
空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法，其特征在于步骤如下(1)选取圆形的托框(8)与镜片(1)，在托框(8)底面上沿圆周互成120度的位置加工三组下轴向注胶孔(14)，在托框(8)的侧面沿圆周对称加工径向注胶孔(15)，在所述下轴向注胶孔(14)处放置三个隔垫(11)；(2)在托框(8)底面上沿圆周互成120度的位置放置三个轴向胶斑厚度控制垫片(13)，轴向胶斑厚度控制垫片(13)所在的位置与所述下轴向注胶孔(14)所在的位置不相同；(3)将镜片(1)放置在轴向胶斑厚度控制垫片(13)上，在镜片(1)的上方与下轴向注胶孔(14)处对应的位置放置三个隔垫(11)；(4)在托框(8)的顶面上与下轴向注胶孔(14)处对应的位置放置三个夹持力控制垫片(12)；(5)选取三个压块(9)，在所述压块(9)上加工上轴向注...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗世魁，王春宇，兰丽艳，王军，曹东晶，伏瑞敏，常宁华，项卫国，张建国，王聪，王伟刚，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]