弹性微调支承元件制造技术

一种弹性微调支承元件，主要包含由ｎ（ｎ≥１）片簧片构成的片簧，片簧一端有带键槽和螺孔的定子端面固定片，片簧另一端有带两种螺孔的动子端面固定片。簧片由片身，片身两端的带有通孔的弯钩构成。且有制作工艺简单，同一性好，稳定性和线形度好的特点。适用于各种光学调整架上的微调元件及弹性联轴器以及弹性支承和微动位移构件。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种弹性微调支承元件，主要适用于作为光学调整架上的微调元件或作为弹性联接器件，或作为弹性支承及微动位移构件。已有技术在各种大中型光学调整架上的弹性转动元件中，广泛应用扭棒或十字片簧作为弹性支承元件来支撑动子和定子，这种支承能实现动子的无间隙调整，具有线形度比较好，转动灵活，无需润滑等优良性能，在高精度光学机械中得到广泛应用。(参见文献激光12#实验装置(LFl2)研制工作报告，内部发行，1987,P.147；SPIEVol.1667,HIA\GH RESONANCE ADJUSTABLE MIRROR MOUNTS,AneetsAhmad,1989,p.313；Opto-mechanical system design,P.R.Yoder,Jr.,Marcel Dekker,Inc.,New York,1986,P.306.)但制造高质量的弹性扭棒还有困难；而十字片簧的制作，同一性程度很低，互换性较差。同时在以往的十字片簧生产中，一般采用单件选配，故成品率极低，制造成本相当高，只适用于实验室使用，要批量生产是不可能的。在实际应用过程中，当动子质量较大时，由于有一片片簧处于受压状态，单个片簧的在承受扭矩的同时，还承受较大的横向力，导致片簧失稳，影响它的工作性能。本技术为了克服上述已有技术的不足，提供一种制作工艺简单、成品率高、互换性好的弹性微调支承元件。并改善弹性支承中片簧的受力情况，提高支承的稳定性。本技术弹性微调支承元件的结构简图如附图1所示，它主要由三个部分构成，即片簧2一端的定子端面固定片1、片簧2、片簧2另一端的动子端面固定片3。片簧2是由n片(n≥1)簧片4构成的，呈径向辐式分布(如剖面图1-4)。定子端面固定片1上开有键槽101和螺孔102，可通过键槽101将本元件与定子(如镜座)连接起来。这样可限制微调支承元件的转动，并且使该元件可沿轴向滑动，不至卡死。动子端面固定片3上开有螺孔301和螺孔302，可用螺纹连接件通过螺孔301将弹性微调支承元件固定在动子(如镜框)上。定子端面固定片1上螺孔102和动子端面固定片3上的螺孔302是用于固定片簧的。构成片簧2的簧片4的结构如附图2所示，在簧片4的片身401两端有弯钩402，在弯钩402上有通孔403，可用螺钉通过通孔403将簧片4固定在定子(动子)端面固定片上。在设计时，可根据簧片4的工作长度l、宽度b和厚度h(见图2)以及材料特性计算出单个簧片4的扭转弹性刚度，而片簧2中簧片组的中心直径d(见图1-4)则与弹性微调支承的抗弯刚度有关。簧片的材料可用65Mn钢、1cr18Ni9Ti、热处理弹簧钢带Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等。材料的热处理规范按不同的材料的簧处理要求而定。定子(动子)端面固定片可用45号调质钢。由簧片4的加工工艺和材料的簧处理工艺特性决定了每个簧片4的扭转弹性系数略有差别，采用一组簧片4构成的弹性微调元件可以保证整个元件的有较高的同一性。假设簧片4的理论扭转弹性系数为k，实际制作的扭转弹性系数为k±δki，其中δki为扭转弹性系数的偏差量；i=1,2,3…n，为弹性微调支承元件的簧片4数，则弹性微调支承元件的扭转弹性系数为ks=Σ(k±δki)=Σk±Σδki。弹性微调支承的同一性就是表现在Σδki=0.在弹性微调支承元件制作过程中，对每一簧片的扭转弹性系数进行测试，按不同的扭转弹性系数偏差值分类，使弹性微调支承的Σδki=0.也即各个片簧的扭转弹性系数ks相同。通过设计每一片簧片的扭转弹性系数，弹性微调支承可形成性能同等的扭棒或十字片簧。簧片还可以设计成簧片4的片身401是曲线形，参见附图3，用以补偿微量的轴向位移，这样使元件具有一定的轴向移动量。在弹性微调支承发生转动时，动子端面固定片会产生轴向位移，所以弹性微调支承通常一端固定，另一端用滑键限制转动，同时可以轴向移动。在基本结构不变的前提下，改变设计参数(簧片数量n、簧片工作长度l、宽度b、厚度h和簧片组的中心直径d(见图1-4))，弹性微调支承元件还可以演变成弹性联轴器、弹性支承和微动位移构件等。本技术的优点弹性微调支承元件克服了已有技术中的扭棒和十字片簧各自的缺点，并同时兼有它们各自的优良性能。与十字片簧相比较，十字片簧的扭转刚度是靠片簧的弯曲弹性效应工作的，弹性微调支承元件的扭转刚度主要是依靠多个簧片4的扭转弹性效应叠加而成，而片簧2的弯曲弹性效应主要用来支承动子的质量，因此弹性微调支承元件可支承大质量的动子，具有良好的线性度和稳定性。弹性微调支承元件的制作工艺简单，采用了平均设计概念，降低了每个单独簧片4的制作要求，并且提高了弹性微调支承元件的同一性，以适应将来大批量的需求。同时在工作过程中，单个簧片的受力情况得到了改善，因此该新型弹性支承元件有很好的稳定性和线形度。在要求较高的大口径精密光学机械中，弹性微调支承元件的高同一性就显示出其很大优越性。 附图说明图1为本技术弹性微调支承元件结构示意图，其中图1-1为A-A左剖视图，图1-2为B-B右剖视图，图1-3为C-C剖面图，图1-4为D-D剖面图。图2为簧片4的结构示意图图3为曲线型簧片4结构示意图图4为弹性微调支承元件实施例的局部示意图。实施例图4是弹性微调支承元件应用在大口径、高精度调整架中的实施例示意图。其中5是转动镜框，6是固定外框架，7是弹性微调支承元件。该弹性微调支承元件的主要设计参数为n=8,l=60mm,b=10mm,h=1mm,d=48mm。用这样的弹性微调支承元件做弹性转动元件，替代原来制作工艺复杂的扭棒或十字片簧，用来支承质量较大的微调动子(伺服反射镜框和伺服反射镜的总重量为450N)。这种结构作为支承具有良好的转动线形度和稳定性，且转动灵活，无需润滑，在高精度光学机械中得到广泛应用。权利要求1．一种弹性微调支承元件，主要含有簧片(4)。其特征在于具体结构是<1>由n片簧片(4)构成的片簧(2)，一端是定子端面固定片(1)，另一端是动子端面固定片(3)<2>定子端面固定片(1)上有键槽(101)和螺孔(102)<3>动子端面固定片上有螺孔(301)和螺孔(302)；<4>构成片簧的簧片由片身(401)，片身两端的带有通孔(403)的弯钩(402)所构成。2．根据权利要求1的弹性微调支承元件，其特征在于构成片簧(2)的簧片(4)的数量n≥1。专利摘要一种弹性微调支承元件,主要包含由n(n≥1)片簧片构成的片簧,片簧一端有带键槽和螺孔的定子端面固定片,片簧另一端有带两种螺孔的动子端面固定片。簧片由片身,片身两端的带有通孔的弯钩构成。且有制作工艺简单,同一性好,稳定性和线形度好的特点。适用于各种光学调整架上的微调元件及弹性联轴器以及弹性支承和微动位移构件。文档编号G02B27/62GK2334043SQ9822462公开日1999年8月18日 申请日期1998年7月20日 优先权日1998年7月20日专利技术者张全慧, 周根发, 王国兴, 朱健强 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性微调支承元件，主要含有簧片（４）。其特征在于具体结构是：＜１＞由ｎ片簧片（４）构成的片簧（２），一端是定子端面固定片（１），另一端是动子端面固定片（３）；＜２＞定子端面固定片（１）上有键槽（１０１）和螺孔（１０２）；＜３ ＞动子端面固定片上有螺孔（３０１）和螺孔（３０２）；＜４＞构成片簧的簧片由片身（４０１），片身两端的带有通孔（４０３）的弯钩（４０２）所构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张全慧，周根发，王国兴，朱健强，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]