专利名称：一种镀膜传动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传动机构技术领域，具体涉及一种镀膜传动机构。
背景技术：
在镀膜零件传动方面，国内外多采用工件架公转传动或行星转动传动等，如中国 专利CN200820054561.X "倾斜沉积镀膜装置"。但这些传动机构为保证膜层均匀性而将 工件架设计成大尺寸结构，导致镀膜机真空室体积庞大，或只是适用于被镀制零件为平面 或小曲率零件，而不适于镀制高陡度、大曲率的光学零件。特别是对于尺寸较大的半球形 零件，现有的传动机构难以实现球顶与边缘位置膜层厚度及牢固度的均匀性，尤其边缘 膜层牢固度的加强。另外，英国专利GB1391063 "涉及真空沉积设备的改进"及美国专利 20030082298 "用于光学元件基底沉积膜层的方法和沉积系统"为改进膜层均匀性均引入了 在行星转动的基础上倾斜工件架或引入修正板，但其结构占用空间较大，也未能完善解决 球顶与边缘位置的牢固度的均匀性及边缘膜层牢固度问题，且只适合于镀膜材料蒸发源位 于真空室的下侧的膜层沉积设备，使得该传动机构无法应用于离子束溅射等直立沉积源镀
膜设备。
发明内容本实用新型的目的是解决径长比大于等于0. 5的光学零件镀膜时存在的中心与 边缘位置膜层厚度不均匀，尤其边缘牢固度不强的问题，提供一种镀膜传动机构。 本实用新型是这样实现的 —种镀膜传动机构，包括传动系统和工件架体，其中，所述的传动系统包括上步进 电机及齿轮减速组件、下步进电机及减速器、3个横向传动轴、上传动轴、纵向传动轴、3个 横向锥齿轮和1个纵向锥齿轮、内径与纵向传动轴相匹配的圆筒状金属制轴定位组件、控 制器、上密封组件和下密封组件；工件架体包括零件托板、零件压板、工件架上端板、工件架 支杆和工件架托板； 上步进电机及齿轮减速组件和上传动轴的一端固定连接，下步进电机及减速器和 纵向传动轴的一端固定连接；纵向锥齿轮采用现有技术安装在纵向传动轴上；轴定位组件 安装在纵向传动轴外侧；3个横向锥齿轮分别安装在3个横向传动轴上，分别与纵向锥齿轮 啮合；控制器分别与上步进电机及齿轮减速组件和步进电机及减速器连接； 工件架体包括零件托板、零件压板、工件架上端板、工件架支杆和工件架托板；工 件架体为正三棱柱状，上传动轴的另一端安装在工件架上端板中心，纵向传动轴穿过工件 架托板中心；其侧面由零件托板和零件压板组成，零件托板通过横向传动轴安装在零件压 板外侧；横向传动轴垂直穿过零件压板中心；若干工件架支杆安装在工件架上端板和工件 架托板之间。 如上所述的零件托板为矩形金属制薄板，其长边为150mm 650mm，短边为 150mm 650mm，其厚度根据其长短边确定，在其几何中心开有与零件托板轴承座相匹配的通孔。 如上所述的零件压板为圆盘状金属制薄板，其尺寸与零件托板相匹配，其直径不
大于零件托板的短边，在其侧面几何中心开有与横向传动轴匹配固定安装的孔。 如上所述的工件架上端板为金属制正三角形薄板，其尺寸与零件托板的尺寸相匹
配，其边长不小于零件托板的长边，其厚度与薄板的边长相匹配，在其上下两侧开有与上传
动轴和上定位轴承座相匹配的螺纹孔，在其各边边缘开有用于固定零件托板的若干通孔， 在其三条垂线上且距相应顶点约四分之一垂线长的位置各开有一个与工件架支杆直径相
匹配的孔。 如上所述的工件架托板金属制正三角形薄板，其尺寸与工件架上端板相同，在其 几何中心开有一个与纵向传动轴直径相匹配的通孔，在上下两侧、上述通孔的周围分别开 有若干与中定位轴承座和轴定位组件相匹配的螺纹孔，在其三条垂线上且距相应顶点约四 分之一垂线长的位置各开有一个与工件架支杆直径相匹配的孔，在其向上一面靠近边缘处 铣有凹槽。 如上所述的工件架支杆为中间直径大、两端直径小的金属制圆柱状，在其两端车 有螺纹。 如上所述的横向传动轴为金属制圆柱状，其尺寸根据零件压板的尺寸确定；上传
动轴为金属制圆柱状，其尺寸根据工件架体的尺寸和重量确定；纵向传动轴为金属圆柱状，
横向锥齿轮和纵向锥齿轮为标准锥齿轮件，轴定位组件为内侧带有轴承(22)的圆筒状，其
上下两端分别固定于真空室壁和工件架托板。 如上所述的金属指不锈钢、45#钢或56#钢。 如上所述的零件托板的上端面开有与工件架上端板相匹配的螺纹孔，在下端面留 有与工件架托板上凹槽相匹配的突起；其尺寸为150mmX150mmX5mm、420mmX400mmX8mm 或650mmX600mmX 12mm。 本实用新型的有益效果是 本实用新型采用上步进电机及齿轮减速组件1、下步进电机及减速器14、3个横向 传动轴7、上传动轴16、纵向传动轴18、横向锥齿轮8、纵向锥齿轮9和控制器15，通过控制 器设置上、下步进电机的参数，在镀制径长比大于等于0. 5的镀膜零件时，使零件同时做自 转与往返旋转或摆动，从而实现对球顶与边缘的均匀镀膜，而且能够有效提高边缘位置膜 层的牢固度。该传动机构是立式结构，可直接用于直立源镀膜设备。
图1是本实用新型的一种镀膜传动机构的主视图剖面示意图； 图2是本实用新型的一种镀膜传动机构的零件托板主视图； 图3是本实用新型的一种镀膜传动机构的零件托板左视图； 图4是本实用新型的一种镀膜传动机构的工件架左视图； 图5是本实用新型的一种镀膜传动机构的工件架俯视图； 图6是本实用新型的一种镀膜传动机构的工件架上端板俯视图； 图7是本实用新型的一种镀膜传动机构的工件架托板俯视图； 图中1.上步进电机及齿轮减速组件，2.上密封组件，3.零件托板，4.上定位轴承座，5.零件托板轴承座，6.零件压板，7.横向传动轴，8.横向锥齿轮，9.纵向锥齿轮，IO.中 定位轴承座，ll.轴定位组件，12.下定位轴承座，13.下密封组件，14.下步进电机及减速 器，15.控制器，16.上传动轴，17.工件架上端板，18.纵向传动轴，19.压紧螺帽，20.工件 架支杆，21.工件架托板，22.轴承。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的一种镀膜传动机构的进行介绍 如图1所示，一种镀膜传动机构，包括传动系统和工件架体，其中，传动系统包括 上步进电机及齿轮减速组件1、下步进电机及减速器14、轴承22、上定位轴承座4、中定位轴 承座10、下定位轴承座12、3个零件托板轴承座5、3个横向传动轴7、上传动轴16、纵向传动 轴18、3个横向锥齿轮8和l个纵向锥齿轮9、内径与纵向传动轴18相匹配的圆筒状金属制 轴定位组件11、控制器15、用于保持真空室真空度的上密封组件2和下密封组件13。 上步进电机及齿轮减速组件1和上传动轴16的一端采用现有技术固定连接，下步 进电机及减速器14和纵向传动轴18的一端采用现有技术固定连接；纵向锥齿轮9采用现 有技术安装在纵向传动轴18上；轴定位组件11安装在纵向传动轴18外侧以固定纵向传动 轴18 ;3个横向锥齿轮8分别安装在3个横向传动轴7上，分别与纵向锥齿轮9啮合；控制 器15分别与上步进电机及齿轮减速组件1和步进电机及减速器14连接； 工件架体包括零件托板3、零件压板6、工件架上端板17、工件架支杆20和工件架 托板21 ;工件架体为正三棱柱状，上传动轴16的另一端安装在其顶面即工件架上端板17 中心，纵向传动轴18穿过其底面即工件架托板21中心；其侧面由零件托板3和零件压板6 组成，零件托板3通过横向传动轴7安装在零件压板6外侧；横向传动轴7垂直穿过零件压 板6中心；若干工件架支杆20安装在工件架上端板17和工件架托板21之间，起到支撑工 件架上端板17的作用，若干工件架支杆20的数量根据实际需要确定，在本示例中，工件架 支杆20为3个。 为使视图更加清晰，图l仅给出一组横向传动轴7，零件压板6，零件托板轴承座5， 零件托板3，零件托板轴承座5，横向锥齿轮8的结构剖面图，其它两组结构与图中显示的一 组相同，另外两组的位置分别在图中表示的一组以纵向传动轴18为轴转过120度和240度 的位置上。 如图2、3所示，零件托板3为矩形金属制薄板，其尺寸根据实际需要确定，其长边 为150mm 650mm，短边为150mm 650mm，其厚度根据其长短边确定，以其不易变形为准， 如150mm X 150mm X 5mm、 420mm X 400mm X 8mm、 650mm X 600mm X 12mm，在其几何中心开有与零 件托板轴承座5相匹配的通孔，在其侧面开有与工件架上端板17相匹配的螺纹孔，并在下 端面留有与工件架托板21上凹槽相匹配的突起。 如图4、5所示，零件压板6为圆盘状金属制薄板，其尺寸与零件托板3相匹配，其 直径不大于零件托板3的短边，在其几何中心开有与横向传动轴7匹配固定安装的孔，其上 可根据使用需要开有用于固定镀膜夹具的螺纹孔。 如图6所示，工件架上端板12为金属制正三角形薄板，其尺寸与零件托板3的尺 寸相匹配，其边长不小于零件托板3的长边，其厚度与薄板的边长相匹配，在其上下两侧开 有与上传动轴16和上定位轴承座4相匹配的螺纹孔，在其各边边缘开有用于固定零件托板3的若干通孔，在其三条垂线上且距相应顶点约四分之一垂线长的位置各开有一个与工件 架支杆20直径相匹配的孔。 如图7所示，工件架托板21金属制正三角形薄板，其尺寸与工件架上端板12相 同，在其几何中心开有一个与纵向传动轴18直径相匹配的通孔，在上下两侧、上述通孔的 周围分别开有若干与中定位轴承座10和轴定位组件11相匹配的螺纹孔，在其三条垂线上 且距相应顶点约四分之一垂线长的位置各开有一个与工件架支杆20直径相匹配的孔，在 其向上一面靠近边缘处铣有凹槽。 工件架支杆20为中间直径大、两端直径小的金属制圆柱状，在其两端车有螺纹。 上密封组件2和下密封组件13用以保持真空室内的真空状态；它们为常见的互相 嵌套的密封圈组件，密封圈组件的内径与相应的传动轴匹配，为本领域技术人员的公知常 识。 如图1所示，横向传动轴7为金属制圆柱状，其尺寸根据零件压板5的尺寸确定； 上传动轴16为金属制圆柱状，其尺寸根据工件架体的尺寸和重量确定；纵向传动轴18为金 属圆柱状，横向锥齿轮8和纵向锥齿轮9为标准锥齿轮件，轴定位组件11为内侧带有轴承 22的圆筒状，其上下两端分别固定于真空室壁和工件架托板21，控制器15控制上步进电机 和下步进电机的转速与转向，它为现有技术，采用计算机通过编程实现。 上述金属指不锈钢、45#钢或56#钢。 安装时，将横向传动轴7的一端固定安装在零件压板6上，将零件托板轴承座5安 装在零件托板3的通孔上，然后，将横向传动轴7穿过零件托板轴承座5，将横向锥齿轮8安 装在横向传动轴7的另一端。 将连接下步进电机及行星减速器14的纵向传动轴18穿过镀膜机真空室，然后安 装下密封组件13，安装下密封组件13为本领域技术人员的公知常识；将轴定位组件11和 下定位轴承座12套入纵向传动轴18，并将下定位轴承座12固定在镀膜机真空室壁上；套 入工件架托板21，并将中定位轴承座10配合纵向传动轴18紧固在其孔上；将轴定位组件 11与工件架托板21通过螺钉连接在一起，并在纵向传动轴18上相应位置安装纵向锥齿轮 9及压紧螺帽19 ;在工件架托板21上安装工件架支杆20 ;将上定位轴承座4安装于工件架 上端板17的几何中心位置，然后将组装好的零件托板3、零件压板6、横向传动轴7、零件托 板轴承座5和横向锥齿轮8组件通过零件托板3上的突起与工件架托板21上的凹槽安放 在工件架托板21上，并在其上侧压上并通过螺钉紧固工件架上端板17，同时保证将上定位 轴承座4套入纵向传动轴18且横向锥齿轮8与纵向锥齿轮9相互啮合，然后使用螺母将工 件架上端板17与工件架支杆20连接；将连接上步进电机及齿轮减速组件1的上传动轴16 穿过镀膜机真空室，安装上密封组件2做好对镀膜机真空室的密封，并将上传动轴16通过 螺钉固定连接在工件架上端板17的几何中心位置。 将控制器15与上步进电机及齿轮减速组件1、下步进电机及减速器14相连接。 工作时，通过结合待镀膜零件尺寸和特点设计适用的镀膜夹具将待镀膜零件固定 在零件压板6上，并使待镀膜零件的几何中心与零件压板6的圆心重合。控制器15控制上 步进电机及齿轮减速组件1通过上传动轴16带动工件架转动，转动方向可为顺时间方向也 可为逆时针方向，在待镀膜零件上即表现为顺时间或逆时针摆动。可以通过软件设置在一 定角度范围内往返摆动；控制器15控制下步进电机及行星减速器14通过纵向传动轴18带动固定其上的纵向锥齿轮9，通过横向锥齿轮8的啮合传动带动连接在横向传动轴7上的 零件压板6转动，从而实现待镀膜零件的自转，自转速度可由软件通过控制器15进行设置。 以上两种转动方式可以同时进行。 如果待镀膜零件为平片或径长比较小的零件，则可通过控制器15设定并调整装 有待镀膜零件的零件压板6正对沉积源，在沉积过程中根据需要只设定合适的自转速度。 如果待镀膜零件曲率较大，如径长比大于等于0. 5，则可以通过控制器15设定在 自转的同时进行工件架的摆动，从而实现均匀镀膜。 采用何种传动方式可由使用者根据待镀膜零件特点灵活设置。 通过控制器设置公转及自转的速度以及方向。通过软件设计，还可以实现将公转
变为往返摆动。通过待镀膜零件的摆动和自转，实现对膜层沉积过程中镀膜材料入射角度
的调整，从而实现大径长比零件球顶与边缘的均匀镀膜，并且有效提高半球形零件边缘位
置膜层的牢固度。
权利要求一种镀膜传动机构，包括传动系统和工件架体，其特征在于所述的传动系统包括上步进电机及齿轮减速组件(1)、下步进电机及减速器(14)、3个横向传动轴(7)、上传动轴(17)、纵向传动轴(18)、3个横向锥齿轮(8)和1个纵向锥齿轮(9)、内径与纵向传动轴(18)相匹配的圆筒状金属制轴定位组件(11)、控制器(15)、上密封组件(2)和下密封组件(13)；工件架体包括零件托板(3)、零件压板(6)、工件架上端板(17)、工件架支杆(20)和工件架托板(21)；上步进电机及齿轮减速组件(1)和上传动轴(16)的一端固定连接，下步进电机及减速器(14)和纵向传动轴(18)的一端固定连接；轴定位组件(11)安装在纵向传动轴(18)外侧；3个横向锥齿轮(8)分别安装在3个横向传动轴(7)上，分别与纵向锥齿轮(9)啮合；控制器(15)分别与上步进电机及齿轮减速组件(1)和步进电机及减速器(14)连接；工件架体包括零件托板(3)、零件压板(6)、工件架上端板(17)、工件架支杆(20)和工件架托板(21)；工件架体为正三棱柱状，上传动轴(16)的另一端安装在工件架上端板(17)中心，纵向传动轴(18)穿过工件架托板(21)中心；其侧面由零件托板(3)和零件压板(6)组成，零件托板(3)通过横向传动轴(7)安装在零件压板(6)外侧；横向传动轴(7)垂直穿过零件压板(6)中心；若干工件架支杆(20)安装在工件架上端板(17)和工件架托板(21)之间。
2. 根据权利要求l所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的零件托板(3)为矩 形金属制薄板，其长边为150 mm 650mm，短边为150mm 650mm，其厚度根据其长短边确 定，在其侧面几何中心开有与零件托板轴承座(5)相匹配的通孔。
3. 根据权利要求1所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的零件压板(6)为圆 盘状金属制薄板，其尺寸与零件托板(3)相匹配，其直径不大于零件托板(3)的短边，在其 几何中心开有与横向传动轴(7)匹配固定安装的孔。
4. 根据权利要求1所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的工件架上端板(12) 为金属制正三角形薄板，其尺寸与零件托板(3)的尺寸相匹配，其边长不小于零件托板(3) 的长边，其厚度与薄板的边长相匹配，在其上下两侧开有与上传动轴(16)和上定位轴承座 (4)相匹配的螺纹孔，在其各边边缘开有用于固定零件托板(3)的若干通孔，在其三条垂 线上且距相应顶点约四分之一垂线长的位置各开有一个与工件架支杆(20)直径相匹配的 孔。
5. 根据权利要求1所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的工件架托板(21) 金属制正三角形薄板，其尺寸与工件架上端板(12)相同，在其几何中心开有一个与纵向传 动轴(18)直径相匹配的通孔，在上下两侧、上述通孔的周围分别开有若干与中定位轴承座 (10)和轴定位组件(11)相匹配的螺纹孔，在其三条垂线上且距相应顶点约四分之一垂线 长的位置各开有一个与工件架支杆(20)直径相匹配的孔，在其向上一面靠近边缘处铣有 凹槽。
6. 根据权利要求l所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的工件架支杆(20)为 中间直径大、两端直径小的金属制圆柱状，在其两端车有螺纹。
7. 根据权利要求l所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的横向传动轴(6)为 金属制圆柱状，其尺寸根据零件压板(5)的尺寸确定；上传动轴(16)为金属制圆柱状，其尺 寸根据工件架体的尺寸和重量确定；纵向传动轴(18)为金属圆柱状，横向锥齿轮(8)和纵向锥齿轮(9)为标准锥齿轮件，轴定位组件(11)为内侧带有轴承(22)的圆筒状，其上下两端分别固定于真空室壁和工件架托板(21)。
8. 根据权利要求2至7任何一项所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的金属指不锈钢、45#钢或56#钢。
9. 根据权利要求2所述的一种镀膜传动机构，其特征在于所述的零件托板(3)的上端面开有与工件架上端板(17)相匹配的螺纹孔，在下端面留有与工件架托板(21)上凹槽相匹配的突起；其尺寸为150mm XI 50mm X5mm、 420mm X 400mm X 8mm或650mmX600mmX12mm。
专利摘要本实用新型属于传动机构技术领域，具体涉及一种镀膜传动机构，目的是解决径长比大于等于0.5的光学零件镀膜时存在的中心与边缘位置膜层厚度不均匀，边缘牢固度不强的问题。其特征是所述的传动系统包括上步进电机及齿轮减速组件(1)、下步进电机及减速器(14)、横向传动轴(7)、上传动轴(16)、纵向传动轴(18)、横向锥齿轮(8)和纵向锥齿轮(9)、轴定位组件(11)、控制器(15)、上密封组件(2)和下密封组件(13)；工件架体包括零件托板(3)、零件压板(6)、工件架上端板(17)、工件架支杆(20)和工件架托板(21)。本实用新型实现了对球顶与边缘的均匀镀膜，而且能够有效提高边缘位置膜层的牢固度。
文档编号C23C14/46GK201538811SQ20092027907
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者季一勤, 洪伟, 赵志宏 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所