[发明专利]一种用于降低非球面大口径中空反射镜粘接应力的方法

摘要

本发明属于光机结构设计及光机装配领域，具体公开了一种用于降低非球面大口径中空反射镜粘接应力的方法。本发明包括大口径非球面主反射镜1、主镜框2、主镜压板3、压板橡胶垫4以及螺钉5，其中主镜框包括支撑台和注胶孔等装配结构，装配时，主反射镜与主镜框通过支撑台支撑，通过主镜压板及压板橡胶垫进行主镜辅助定位，通过注胶孔灌胶对主反射镜进行固定。该发明不仅可以降低主镜框对主反射镜的支撑应力，同时也可降低主反射镜在胶粘过程中产生的应力，减小主反射镜面型发生变化，保证主反射镜的面型精度及主反射镜相对主镜框的位置精度，进一步保证光学系统成像的质量。

主权项

1.一种用于降低非球面大口径中空反射镜粘接应力的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：设计主镜框支撑台：支撑台为三段均布等长的圆弧，支撑台圆弧对应的角度θ为圆周的1/36，支撑台内圈直径取主反射镜重量70％处对应的直径φB，支撑台外圈直径与主镜框内孔的径向尺寸φK一致，φK＝φC+2t；步骤2：粘接胶层间隙设计：确定胶层厚度t符合te≤t≤tk要求，其中为等效热膨胀系数，r_g为主反射镜的半径，α_m为主镜框材料热膨胀系数，α_g为主反射镜材料热膨胀系数，α_e为硅橡胶热膨胀系数，μ_e为硅橡胶的泊松比；E为硅橡胶弹性模量，F_N为胶层所受的正压力，A为胶层主截面积，Δt为依据卡式系统成像象质要求，确定出的主反射镜沿径向方向相对主镜框允许的最大偏移量；步骤3：进行主镜框与主反射镜粘接，采用以下步骤：步骤3.1：主反射镜定心：将主反射镜框固定在可调回转台上，采用机械式千分表测量的方法，通过主镜框的端面特征及内孔或外圆特征，确定主镜框中心轴；将主反射镜置于主镜框中，调整主反射镜的位置，使主反射镜光轴与主镜框同轴；步骤3.2：安装压板：主镜压板与主反射镜之间加垫航空橡胶板，通过主镜压板按压主反射镜，固定主反射镜与主镜框的相对位置，防止灌胶过程中胶液的挤压造成主反射镜与主镜框相对位置的改变；步骤3.3：灌胶：在保证粘接强度的条件下，计算出最小粘接面积Qmin＝WaGfs/J，其中W为主反射镜的重量，aG为主反射镜组件所受的最大冲击的加速度系数，fs为安全系数，J为胶粘区的抗剪强度或抗拉强度；将粘接面积等分为16个粘接区域，各粘接区域的宽度w＝Qmin/(h·16)，h为粘接区域深度；采用铜箔填塞出相应宽度的胶槽，从灌胶孔将胶液注入胶槽，保证各粘接区域胶液连续、均匀；步骤3.4：压板调整：带胶液完全固化后，松开主镜压板螺钉，修垫主镜压板与主镜框连接面，使得航空橡胶板压紧量在0～0.02mm之间，保证各压板压紧量一致，防止主镜压板压力不均带来主反射镜面型变化，并达到辅助固定主反射镜的作用。