【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，用于x射线反射膜的镀制，属于空间x射线光学系统制造领域。
技术介绍
1、x射线是一种波长极短的电磁波，其波长范围为这一区域由于存在着大量的原子共振线，辐射与物质相互作用时，在很短的距离便被吸收(典型吸收长度为纳米或微米量级)，物质表现出强烈的吸收特性，且随着波长的减小逐渐增强。基于x射线的特点，除了在非常小的掠过角，没有任何材料对x射线有实质性的反射。随着空间x射线探测技术的发展，曲面、大口径x射线光学零件的高厚度均匀性和低应力的反射膜层制造成为x射线光学系统的关键技术之一。
2、x射线反射膜镀膜原理是，将被镀待镀膜芯轴安装在真空镀膜真空腔体内顶部，镀膜机真空腔体下部的电阻蒸发源通电加热镀膜材料使之成为蒸汽，材料蒸汽向上运动并碰撞工件表面后、将镀膜材料沉积在镀膜工件表面，形成膜层。
3、x射线反射膜制造过程中需要将高z数金属反射膜(如au膜)均匀镀制在柱状芯轴外壁，镀膜层的厚度均匀性是光学薄膜的一个重要指标。常用的金属反射膜可以采用磁控溅射和热蒸发的方式镀制。磁控溅射法适用于平面型元件，同时溅射镀制大型芯轴x反射镜需要具备大尺寸的贵金属靶材，无法实现曲面及低成本贵金属x射线反射膜层的制备；而现有的热蒸发镀膜的工件转动方式，基本针对平面或小曲率的元件进行镀膜，无法实现大口径柱状芯轴元件的镀膜。为此需要设计制造大型柱状芯轴光学件x射线反射膜的镀膜装置，实现大尺寸曲面零件的镀制。在镀制大型柱面芯轴光学元件中，主要涉及的技术问题有：
4、(1)镀
5、(2)传动轴系安全可靠问题；
6、(3)避免大型柱面元件转动过程中惯量大，过冲等问题；
7、(4)转动方式问题；
8、(5)不同规格镀膜芯轴的通用性问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，实现了不同口径柱状元件的镀膜，膜层厚度均匀性一致性良好。
2、本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
3、一种x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，包括上固定板、下固定板、导轨、支撑杆、带扭力限制的联轴器、可调工件安装卡具、齿轮箱、第一轴承座、第二轴承座、锁紧装置、固定爪、滚动轴承；
4、上固定板安装到外部的镀膜机真空腔体的顶部，导轨安装在上固定板上；
5、支撑杆安装在下固定板上，齿轮箱、第一轴承座、第二轴承座安装在支撑杆上；可调工件安装卡具安装在第一轴承座、第二轴承座上；
6、被镀膜芯轴通过固定爪安装在可调工件安装卡具上；
7、下固定板通过滚动轴承和锁紧装置安装在导轨上；
8、齿轮箱的输出轴与带扭力限制的联轴器连接。
9、本专利技术一实施例中，可调工件安装卡具和固定爪组成所述装置与芯轴的接口，固定爪能够在可调工件安装卡具上滑动并固定。
10、本专利技术一实施例中，锁紧装置包括u形锁紧槽和压紧块，通过滚动轴承将下固定板滑动到安装位置，之后用u锁紧槽和压紧块将下固定板固定在导轨上。
11、本专利技术一实施例中，导轨为t形，一对t形导轨倒置安装在上固定板上。
12、本专利技术一实施例中，带扭力限制的联轴器包括弹性联轴器，弹性联轴器将齿轮箱输入的传动轴分为上段的镀膜机主动轴和下段的转动装置从动轴；弹性联轴器用于解决镀膜机主动轴和转动装置从动轴轴线倾斜、偏移时出现的径向剪切力；在主从动轴发生水平偏移或偏转的情况下可以持续平稳传递扭矩。
13、本专利技术一实施例中，带扭力限制的联轴器还包括扭力限制装置，在弹性联轴器下方将转动装置从动轴分为上下两部分，上部分上端与弹性联轴器连接，上部分下端与扭力限制装置上端连接；转动装置从动轴的下部分上端与带扭力限制的联轴器下端连接，转动装置从动轴的下部分的下端连接传动箱的传动齿轮。
14、本专利技术一实施例中，扭力限制装置通过内部的摩擦片及其上施加的压力传递转动扭矩；当转动扭矩超过一定力矩时，扭矩超过摩擦片的静摩擦力，此时扭力限制装置内部将静摩擦变为滑动摩擦，使得上下轴转动分离，转动传递断开。
15、本专利技术一实施例中，齿轮箱内设直角螺旋伞形锥齿轮，直角螺旋伞形锥齿轮完成曲面芯轴镀膜垂直转动到水平变转动方向转换。
16、本专利技术一实施例中，齿轮箱内安装有高温高速推力球陶瓷轴承51100ce，瓷轴承51100ce安装在直角螺旋伞形锥齿轮与齿轮箱体侧壁之间。
17、本专利技术一实施例中，可调工件安装卡具x方向调节支撑杆的间距完成装卡芯轴长度调整；z方向上下调整两个轴承座完成装卡芯轴直径在z方向上的大小；径向通过可调工件安装卡具和固定爪之间的装配间距完成芯轴直径方向尺寸调节。
18、本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
19、(1)通过一组直角锥齿轮改变现有传动方向，将原有镀膜机的垂直转动为转换为水平转动。从平面镀膜方式转变为圆柱外表面的镀膜方式，实现了曲面的镀膜功能；明显改善了圆柱曲面外表面镀膜膜层厚度的均匀性。
20、(2)在转动方向转换结构中通过一组螺旋锥齿轮，避免了普通直角直齿轮啮合过程中间隙的产生，可实现传动过程中齿轮组齿面始终处于啮合状态，达到传动的平稳、低噪声的效果。
21、(3)与普通的传动轴相比，在传动轴中间增加一组带有扭力限制的联轴器，解决了大直径、大自重轴在转动的启动、停止状态转换过程中传动过载失效的问题。
22、(4)该装置的所有轴承均采用氮化硅陶瓷角接触轴承，与普通润滑不锈钢轴承相比，具有无油、耐高温、自润滑的特点，解决了普通轴承真空、高温、无油工况下出现的轴承卡滞现象，避免了装置运行中出现的打齿、切轴问题。
23、(5)将装置与镀膜机接口和与柱面镜的接口设计为分段结构，装卡工装与被镀膜曲面柱体组装后一同装入镀膜机，实现了大直径、大自重零件非接触、简便的装入镀膜机的效果，有效避免了安装过程中产生的污染。
24、(6)将装卡芯轴的接口设计为横向长度、径向大小可调方式，可实现不同尺寸曲面柱状镀膜零件的工装通用化，可降低工装的使用成本、提升生产效率。
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1.一种X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，包括上固定板、下固定板、导轨、支撑杆、带扭力限制的联轴器、可调工件安装卡具、齿轮箱、第一轴承座、第二轴承座、锁紧装置、固定爪、滚动轴承；
2.根据权利要求1所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，可调工件安装卡具和固定爪组成所述装置与芯轴的接口，固定爪能够在可调工件安装卡具上滑动并固定。
3.根据权利要求1所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，锁紧装置包括U形锁紧槽和压紧块，通过滚动轴承将下固定板滑动到安装位置，之后用U锁紧槽和压紧块将下固定板固定在导轨上。
4.根据权利要求1所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，导轨为T形，一对T形导轨倒置安装在上固定板上。
5.根据权利要求1所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，带扭力限制的联轴器包括弹性联轴器，弹性联轴器将齿轮箱输入的传动轴分为上段的镀膜机主动轴和下段的转动装置从动轴；弹性联轴器用于解决镀膜机主动轴和转动装置从动轴轴线倾斜、偏移时出现的径向剪切力；在主
6.根据权利要求5所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，带扭力限制的联轴器还包括扭力限制装置，在弹性联轴器下方将转动装置从动轴分为上下两部分，上部分上端与弹性联轴器连接，上部分下端与扭力限制装置上端连接；转动装置从动轴的下部分上端与带扭力限制的联轴器下端连接，转动装置从动轴的下部分的下端连接传动箱的传动齿轮。
7.根据权利要求6所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，扭力限制装置通过内部的摩擦片及其上施加的压力传递转动扭矩；当转动扭矩超过一定力矩时，扭矩超过摩擦片的静摩擦力，此时扭力限制装置内部将静摩擦变为滑动摩擦，使得上下轴转动分离，转动传递断开。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，齿轮箱内设直角螺旋伞形锥齿轮，直角螺旋伞形锥齿轮完成曲面芯轴镀膜垂直转动到水平变转动方向转换。
9.根据权利要求8所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，齿轮箱内安装有高温高速推力球陶瓷轴承51100CE，瓷轴承51100CE安装在直角螺旋伞形锥齿轮与齿轮箱体侧壁之间。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的X射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，可调工件安装卡具X方向调节支撑杆的间距完成装卡芯轴长度调整；Z方向上下调整两个轴承座完成装卡芯轴直径在Z方向上的大小；径向通过可调工件安装卡具和固定爪之间的装配间距完成芯轴直径方向尺寸调节。
...【技术特征摘要】
1.一种x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，包括上固定板、下固定板、导轨、支撑杆、带扭力限制的联轴器、可调工件安装卡具、齿轮箱、第一轴承座、第二轴承座、锁紧装置、固定爪、滚动轴承；
2.根据权利要求1所述的x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，可调工件安装卡具和固定爪组成所述装置与芯轴的接口，固定爪能够在可调工件安装卡具上滑动并固定。
3.根据权利要求1所述的x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，锁紧装置包括u形锁紧槽和压紧块，通过滚动轴承将下固定板滑动到安装位置，之后用u锁紧槽和压紧块将下固定板固定在导轨上。
4.根据权利要求1所述的x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，导轨为t形，一对t形导轨倒置安装在上固定板上。
5.根据权利要求1所述的x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，带扭力限制的联轴器包括弹性联轴器，弹性联轴器将齿轮箱输入的传动轴分为上段的镀膜机主动轴和下段的转动装置从动轴；弹性联轴器用于解决镀膜机主动轴和转动装置从动轴轴线倾斜、偏移时出现的径向剪切力；在主从动轴发生水平偏移或偏转的情况下可以持续平稳传递扭矩。
6.根据权利要求5所述的x射线多层嵌套金属反射镜芯轴镀膜装置，其特征在于，带扭力限制的联轴器还包括扭力限制装置，在弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：武宏宇，杨宇，李连升，梅志武，申坤，黎月明，左富昌，赵晓雨，郭凯，刘亚楠，陈冲，陈琪，高修涛，范汉超，朱春英，左建斌，芦冬梅，张岩，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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