一种空间铝基反射镜组件制造技术

一种空间铝基反射镜组件，属于空间光学遥感领域，解决了现有空间光学反射镜组件存在的支撑结构复杂、占用空间大、成本高以及空间光学反射镜加工装调难度大、研制周期长、镜面面形对应力敏感的问题。该组件包括空间高轻量化率铝基反射镜和至少三个高效消应力支撑座，至少三个高效消应力支撑座均通过非胶接方式固定在两个长侧面上；反射镜的材料为铝基材料，其背面封闭，其两个长侧面和两个短侧面上分别开有轻量化孔，轻量化孔采用电火花打轻量化底孔与线切割成型相结合的方式进行加工；高效消应力支撑座上设置有正反全贯穿的两个L形应力卸载槽。本发明专利技术加工装调难度、成本较低，生产效率高，加工周期短，应力对面形影响小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于空间光学遥感
，具体涉及一种空间铝基反射镜组件。
技术介绍
空间光学反射镜组件是空间光学遥感器的主要零部件，它的性能影响空间光学遥感器的各项指标。空间光学反射镜组件主要由空间光学反射镜和支撑结构组成，空间光学反射镜作为光学元件，其镜面面形精度要求很高，对材料制备方法、零件加工工艺、装配工艺及后续的检测方法要求都非常严格，而影响镜面面形的主要因素就是热应力和装配应力。为了降低应力影响，空间光学反射镜通常采用背面支撑或周边支撑方式，然而这两种支撑方式的一个共同特点就是都采用胶接方式来连接空间光学反射镜和支撑结构，这样做一个很大的弊端就是胶的线胀系数远远大于结构件的线胀系数，导致空间光学反射镜对环境变化特别敏感，解决办法只能是尽量减少胶层的厚度，从而降低胶对镜面面形的影响。空间光学反射镜材料大多采用碳化硅、融石英等，这些材料属于脆性材料，易碎，造价很高、加工难度大、研制周期长，而相应的支撑结构也较为复杂，通常采用镶嵌结构与柔性支撑结构相结合的方式，采用这种复杂的支撑结构既占用大量空间、消耗大量资金，又拖延加工和装调的周期。
技术实现思路
为了解决现有空间光学反射镜组件存在的支撑结构复杂、占用空间大、成本高以及空间光学反射镜加工装调难度大、研制周期长、镜面面形对应力敏感的问题，本专利技术提供一种空间铝基反射镜组件。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术的一种空间铝基反射镜组件，包括空间高轻量化率铝基反射镜和至少三个高效消应力支撑座，所述空间高轻量化率铝基反射镜包括镜面、两个长侧面、两个短侧面和背面，至少三个高效消应力支撑座均通过非胶接方式固定在空间高轻量化率铝基反射镜的两个长侧面上；所述空间高轻量化率铝基反射镜的材料为铝基材料，其背面封闭，两个长侧面和两个短侧面上分别开有轻量化孔，所述轻量化孔采用电火花打轻量化底孔与线切割成型相结合的方式进行加工；所述高效消应力支撑座上设置有一正一反、全贯穿的两个L形应力卸载槽。进一步的，所述高效消应力支撑座包括底座和凸台，所述底座和凸台上均设置有螺钉孔和销钉孔，所述底座上的螺钉孔用于与内六角螺钉相连，所述底座上的销钉孔用于与销钉相连，所述凸台上的螺钉孔和销钉孔用于与空间光学遥感器连接和定位。更进一步的，在凸台上设置正反全贯穿的L形应力卸载槽一和L形应力卸载槽二。进一步的，所述高效消应力支撑座的数量为三个，在空间高轻量化率铝基反射镜的一个长侧面的下侧两端分别安装两个高效消应力支撑座，在另一个长侧面的下侧中心安装一个高效消应力支撑座。更进一步的，三组高效消应力支撑座一体加工，确保三组高效消应力支撑座等高，采用线切割方式将其分割成三组。进一步的，在两个长侧面上侧加工有安装孔和多个轻量化孔一，多个轻量化孔一的结构和尺寸均相同，多个轻量化孔一均为通孔，即所有轻量化孔一均贯穿两个长侧面，每个轻量化孔一均为一个轻量化型腔。进一步的，还包括安装在高效消应力支撑座与空间高轻量化率铝基反射镜安装面之间的修调垫，降低装配应力。进一步的，在两个短侧面下侧加工有多个轻量化孔二，多个轻量化孔二均为通孔，即所有轻量化孔二均贯穿两个短侧面，每个轻量化孔二均为一个轻量化型腔。进一步的，两个长侧面上的轻量化孔与两个短侧面上的轻量化孔之间不重合。进一步的，所述镜面的面形采用高精度单点金刚石车削、一次成形的方式加工。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，将高效消应力支撑座的底部平面作为组件与空间高轻量化率铝基反射镜的连接面，由于材料线胀系数不一致以及连接面不平等因素存在，当外界环境变化时，组件内部会产生应力，主要是热应力和装配应力，高效消应力支撑座的L形应力卸载槽会通过自身的弹性变形，卸载这些应力，而不传递到空间高轻量化率铝基反射镜上，从而保证空间高轻量化率铝基反射镜面形稳定。因此，高效消应力支撑座的结构设计降低了装配应力和热应力对空间高轻量化率铝基反射镜面形的影响，降低了装调难度。2、本专利技术中，空间高轻量化率铝基反射镜与高效消应力支撑座的连接方式采用非胶接连接方式，消除了胶层温变的巨大影响，而空间高轻量化率铝基反射镜本身由于取消不必要的连接环节，可以将镜厚加大，提高空间高轻量化率铝基反射镜的刚度，降低空间高轻量化率铝基反射镜对应力的敏感程度，同时，可以加大空间高轻量化率铝基反射镜轻量化率，保证空间高轻量化率铝基反射镜重量不增加。3、本专利技术的一种空间铝基反射镜组件，其重量和使用空间都有所减小，缩小了空间光学遥感器尺寸，同时优化了空间光学遥感器内部结构布局。4、本专利技术中的空间高轻量化率铝基反射镜，其镜体采用铝基材料制备，该材料加工性能良好，易于制备与成型，大大降低了加工难度，提高了生产效率，缩短了加工周期，降低了生产成本，同时通过加大镜体厚度可以提升镜体的刚度及强度。5、本专利技术中的空间高轻量化率铝基反射镜采用背面封闭和侧面轻量化结合的新结构形式，在降低了镜体重量的同时改善了镜体的刚度，刚度损失很小，从而提升了镜面面形对环境变化的灵敏度。6、本专利技术提出了电火花打轻量化底孔与线切割成型加工相结合的轻量化型腔的加工方法，提高了加工效率，提升了加工精度，同时降低了镜体加工产生的残余应力。7、本专利技术中的空间高轻量化率铝基反射镜镜面采用高精度单点金刚石车削方式进行加工，一步到位，可以达到很高的加工精度，而相应的加工产生的残余应力很小。8、本专利技术的一种空间铝基反射镜组件可以应用于精密仪器设备中。附图说明图1为本专利技术的一种空间铝基反射镜组件的主视图。图2为图1所示的一种空间铝基反射镜组件的俯视图。图3为图1所示的一种空间铝基反射镜组件的左视图。图4为高效消应力支撑座的结构示意图。图5为空间高轻量化率铝基反射镜的结构示意图。图6为空间高轻量化率铝基反射镜的主视图。图7为图6所示的空间高轻量化率铝基反射镜的左视图。图8为电火花打轻量化底孔示意图。图9为线切割轻量化孔示意图。图中：1、空间高轻量化率铝基反射镜，2、镜面，3、长侧面，31、轻量化孔一，32、安装孔，4、短侧面，41、轻量化孔二，5、背面，6、底孔，7、高效消应力支撑座，71、底座，72、凸台，73、L形应力卸载槽一，74、L形应力卸载槽二，8、内六角螺钉，9、销钉。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1至图3所示，本专利技术的一种空间铝基反射镜组件，主要包括空间高轻量化率铝基反射镜1、三组高效消应力支撑座7、六个内六角螺钉8和六个销钉9。空间高轻量化率铝基反射镜1用于汇聚或发散光线，实现光路偏折，其镜体采用轻量化设计，镜体的背面5封闭，镜体的侧面设计有轻量化孔，提高了镜体的结构刚度和强度。如图5至图7所示，空间高轻量化率铝基反射镜1的镜体主要由六个面组成，即镜面2、两个长侧面3、两个短侧面4、背面5。如图6所示，在空间高轻量化率铝基反射镜1的两个长侧面3上加工有多个轻量化孔一31，多个轻量化孔一31的结构和尺寸均相同，多个轻量化孔一31均为通孔，即所有轻量化孔一31均贯穿两个长侧面3，这些轻量化孔一31均位于两个长侧面3的上侧，每个轻量化孔一31均为一个轻量化型腔。轻量化
孔一31的结构和尺寸根据空间高轻量化率铝基反射镜1的设计和尺寸要求进行设计即可。同时在两个长侧面3上还加工有安装孔32，用于与高效消应力支撑座7相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间铝基反射镜组件，包括空间高轻量化率铝基反射镜(1)和至少三个高效消应力支撑座(7)，所述空间高轻量化率铝基反射镜(1)包括镜面(2)、两个长侧面(3)、两个短侧面(4)和背面(5)，其特征在于：至少三个高效消应力支撑座(7)均通过非胶接方式固定在空间高轻量化率铝基反射镜(1)的两个长侧面(3)上；所述空间高轻量化率铝基反射镜(1)的材料为铝基材料，其背面(5)封闭，两个长侧面(3)和两个短侧面(4)上分别开有轻量化孔，所述轻量化孔采用电火花打轻量化底孔与线切割成型相结合的方式进行加工；所述高效消应力支撑座(7)上设置有一正一反、全贯穿的两个L形应力卸载槽。

【技术特征摘要】
1.一种空间铝基反射镜组件，包括空间高轻量化率铝基反射镜(1)和至少三个高效消应力支撑座(7)，所述空间高轻量化率铝基反射镜(1)包括镜面(2)、两个长侧面(3)、两个短侧面(4)和背面(5)，其特征在于：至少三个高效消应力支撑座(7)均通过非胶接方式固定在空间高轻量化率铝基反射镜(1)的两个长侧面(3)上；所述空间高轻量化率铝基反射镜(1)的材料为铝基材料，其背面(5)封闭，两个长侧面(3)和两个短侧面(4)上分别开有轻量化孔，所述轻量化孔采用电火花打轻量化底孔与线切割成型相结合的方式进行加工；所述高效消应力支撑座(7)上设置有一正一反、全贯穿的两个L形应力卸载槽。2.根据权利要求1所述的一种空间铝基反射镜组件，其特征在于，所述高效消应力支撑座(7)包括底座(71)和凸台(72)，所述底座(71)和凸台(72)上均设置有螺钉孔和销钉孔，所述底座(71)上的螺钉孔用于与内六角螺钉(8)相连，所述底座(71)上的销钉孔用于与销钉(9)相连，所述凸台(72)上的螺钉孔和销钉孔用于与空间光学遥感器连接和定位。3.根据权利要求2所述的一种空间铝基反射镜组件，其特征在于，在凸台(72)上设置正反全贯穿的L形应力卸载槽一(73)和L形应力卸载槽二(74)。4.根据权利要求1所述的一种空间铝基反射镜组件，其特征在于，所述高效消应力支撑座(7)的数量为三个，在空间高轻量化率铝基反射镜(1)的一个长侧面(3)的下侧两...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴方茂，辛宏伟，鲍赫，李志来，樊延超，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22