一种用于光学元件多点胶粘结合强度测量的辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属装夹、拉伸试验技术领域，具体涉及一种用于光学元件多点胶粘结合强度测量的辅助装置。


背景技术：

2.与机械方法相比，胶粘接方法具有质量轻、成本低、应力小、装配难度低等优点。近年来，在空间遥感领域，使用胶粘技术安装光学元件越来越受光机产品装校的青睐。光学元件胶粘普遍采用多点背面粘接或径向粘接或组合式粘接，粘接后的胶粘结合强度就是影响光学元件装配可靠性的关键，测量光学元件多点胶粘结合强度显得尤为重要。
3.目前，光学元件胶粘结合强度尚无统一测量方法，通常是在拉伸试验机上进行测量，但是光学元件多点胶粘结构尺寸较大，无法直接装夹在拉伸试验机上进行测量，即使安装上也因为受力不均或偏载导致测量结果失真，甚至无效。
4.因此，有必要研发一种能解决上述问题的光学元件胶粘结合强度测量装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种能实现光学元件胶粘抗拉结合强度和抗剪切结合强度的测试及其光学元件在轴向力作用下的其他力学性能等测试的辅助装置，以克服光学元件的胶粘强度测试在试验中难以装夹、受力不均、装夹过程中发生剪切破坏等问题，达到有效测量光学元件多点胶粘结合强度测量的目的。
6.为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种用于光学元件多点胶粘结合强度测量的辅助装置，包括夹持系统ⅰ和位于夹持系统ⅰ正下方的夹持系统ⅱ。
7.所述夹持系统ⅰ包括楔形块ⅰ、夹持头ⅰ和夹具体ⅰ，两个楔形块ⅰ间隔布置，每个楔形块ⅰ面向另一个楔形块ⅰ的一侧均设置有供夹持头ⅰ安装的弧形槽，两个弧形槽合围出供夹持头ⅰ容置的空腔，夹持头ⅰ的上端卡固在两个楔形块ⅰ的弧形槽内。
8.所述夹具体ⅰ为连接在夹持头ⅰ下端的长方体结构，夹具体ⅰ设置有开口朝下的矩形槽ⅰ和若干螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅰ的同一侧且贯穿矩形槽ⅰ的内外侧。
9.所述夹持系统ⅱ包括楔形块ⅱ、夹持头ⅱ和夹具体ⅱ，两个楔形块ⅱ间隔布置，每个楔形块ⅱ面向另一个楔形块ⅱ的一侧均设置有供夹持头ⅱ安装的弧形槽，两个弧形槽合围出供夹持头ⅱ容置的空腔，夹持头ⅱ的下端卡固在两个楔形块ⅱ的弧形槽内。
10.所述夹具体ⅱ为连接在夹持头ⅱ上端的长方体结构，夹具体ⅱ设置有开口朝上的矩形槽ⅱ和若干螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅱ的同一侧且贯穿矩形槽ⅱ的内外侧。
11.试验状态时，两个所述楔形块ⅰ固定在拉伸试验机的上夹持端，两个楔形块ⅱ固定在拉伸试验机的下夹持端，测试块的上端嵌入矩形槽ⅰ内，若干螺钉旋入矩形槽ⅰ并与测试块抵紧，测试块的下端嵌入矩形槽ⅱ内，若干螺钉旋入矩形槽ⅱ并与测试块抵紧。
12.进一步，所述夹持头ⅰ为台阶轴结构，夹持头ⅰ具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅰ之间。
13.所述夹持头ⅱ为台阶轴结构，夹持头ⅱ具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅱ之间。所述夹持头ⅰ与夹持头ⅱ的轴线重合。
14.进一步，所述测试块包括尺寸一致的上粘接板和下粘接板，上粘接板和下粘接板均水平设置，上粘接板的下表面间隔布置有若干圆台ⅰ，下粘接板的上表面间隔布置有若干圆台ⅱ，若干圆台ⅰ和对应的圆台ⅱ采用液态粘胶粘接，上粘接板和下粘接板相互对齐。
15.所述上粘接板的上表面连接有上夹固板，下粘接板的下表面连接有下夹固板，上夹固板和下夹固板位于同一竖直平面上。
16.试验状态时，所述上夹固板嵌入矩形槽ⅰ内并与若干螺钉抵紧，下夹固板嵌入矩形槽ⅱ内并与若干螺钉抵紧。
17.进一步，所述矩形槽ⅰ和矩形槽ⅱ的内壁均为粗糙面。
18.进一步，所述夹具体ⅰ上的若干螺纹孔的连线呈圆弧状，夹具体ⅱ上的若干螺纹孔的连线呈圆弧状。
19.进一步，每个所述楔形块ⅰ面向另一个楔形块ⅰ的一侧均设置有水平的通槽ⅰ，通槽ⅰ位于所在楔形块ⅰ上的弧形槽上方，通槽ⅰ与弧形槽连通。
20.每个所述楔形块ⅱ面向另一个楔形块ⅱ的一侧均设置有水平的通槽ⅱ，通槽ⅱ位于所在楔形块ⅱ上的弧形槽下方，通槽ⅱ与弧形槽连通。
21.本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，本实用新型所公开的装置和方法解决了光学元件多点胶粘结合强度测试在试验中难以装夹、装夹过程中发生扭曲、试验过程中受力不均以及装夹剪切力破坏胶粘部位等问题。最终试验所得到的光学元件多点胶粘结合强度的数据较为准确，同时极大的保证了使用者的安全。此外，本实用新型装置可适应于厚度小于8mm的各种尺寸大小的板状试件，适用范围广，实用性强。
附图说明
22.图1为本实用新型装置的整体示意图；
23.图2为夹持系统ⅰ的正视图；
24.图3为测试块与夹具体ⅰ的安装示意图；
25.图4为测试块的示意图。
26.图中：楔形块ⅰ1、夹持头ⅰ2、夹具体ⅰ3、楔形块ⅱ4、夹持头ⅱ5、夹具体ⅱ6、测试块7、上粘接板701、下粘接板702、上夹固板703、下夹固板704和螺钉8。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
28.实施例1：
29.本实施例公开了一种用于光学元件多点胶粘结合强度测量的辅助装置，包括夹持系统ⅰ和位于夹持系统ⅰ正下方的夹持系统ⅱ，夹持系统ⅰ与夹持系统ⅱ为上下对称结构。
30.参见图1或2，所述夹持系统ⅰ包括楔形块ⅰ1、夹持头ⅰ2和夹具体ⅰ3，两个楔形块ⅰ1间隔布置，每个楔形块ⅰ1面向另一个楔形块ⅰ1的一侧均设置有供夹持头ⅰ2安装的弧形槽，
两个弧形槽合围出供夹持头ⅰ2容置的空腔，夹持头ⅰ2的上端卡固在两个楔形块ⅰ1的弧形槽内。
31.参见图3，所述夹持头ⅰ2为台阶轴结构，夹持头ⅰ2具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅰ1之间，上端的直径为18mm，下端直径为16mm。
32.所述夹具体ⅰ3为连接在夹持头ⅰ2下端的长方体结构，夹具体ⅰ3设置有开口朝下的矩形槽ⅰ和4个螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅰ的同一侧且贯穿矩形槽ⅰ的内外侧，这些螺纹孔的连线呈圆弧状，矩形槽ⅰ的内壁为粗糙面。
33.参见图2，所述夹持系统ⅱ包括楔形块ⅱ4、夹持头ⅱ5和夹具体ⅱ6，两个楔形块ⅱ4间隔布置，每个楔形块ⅱ4面向另一个楔形块ⅱ4的一侧均设置有供夹持头ⅱ5安装的弧形槽，两个弧形槽合围出供夹持头ⅱ5容置的空腔，夹持头ⅱ5的下端卡固在两个楔形块ⅱ4的弧形槽内。
34.所述夹持头ⅱ5为台阶轴结构，夹持头ⅱ5具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅱ4之间，上端的直径为16mm，下端直径为18mm。所述夹持头ⅰ2与夹持头ⅱ5的轴线重合。
35.所述夹具体ⅱ6为连接在夹持头ⅱ5上端的长方体结构，夹具体ⅱ6设置有开口朝上的矩形槽ⅱ和4个螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅱ的同一侧且贯穿矩形槽ⅱ的内外侧，这些螺纹孔的连线呈圆弧状，矩形槽ⅱ的内壁为粗糙面。
36.参见图4，本实施例的测试块7包括尺寸一致的上粘接板701和下粘接板702，上粘接板701和下粘接板702均水平设置，上粘接板701的下表面间隔布置有多个圆台ⅰ，下粘接板702的上表面间隔布置有多个圆台ⅱ，多个圆台ⅰ和对应的圆台ⅱ采用液态粘胶粘接，上粘接板701和下粘接板702相互对齐。
37.所述上粘接板701的上表面连接有上夹固板703，下粘接板702的下表面连接有下夹固板704，上夹固板703和下夹固板704位于同一竖直平面上。
38.试验状态时，两个所述楔形块ⅰ1固定在拉伸试验机的上夹持端，两个楔形块ⅱ4固定在拉伸试验机的下夹持端，上夹固板703嵌入矩形槽ⅰ内，参见图3，4个螺钉8旋入矩形槽ⅰ并与上夹固板703抵紧，下夹固板704嵌入矩形槽ⅱ内，4个螺钉8旋入矩形槽ⅱ并与下夹固板704抵紧。所述螺钉8为内六角沉头螺钉。
39.参见图2，每个所述楔形块ⅰ1面向另一个楔形块ⅰ1的一侧均设置有水平的通槽ⅰ，通槽ⅰ位于所在楔形块ⅰ1上的弧形槽上方，通槽ⅰ与弧形槽连通，通槽ⅰ用于夹持头ⅰ2与拉伸试验机的自动同轴定位，两个楔形块ⅰ1放置在拉伸试验机上夹持端的夹具内。
40.每个所述楔形块ⅱ4面向另一个楔形块ⅱ4的一侧均设置有水平的通槽ⅱ，通槽ⅱ位于所在楔形块ⅱ4上的弧形槽下方，通槽ⅱ与弧形槽连通，通槽ⅱ用于夹持头ⅱ5与拉伸试验机的自动同轴定位，两个楔形块ⅱ4放置在拉伸试验机下夹持端的夹具内。
41.具体的，本实施例所述辅助装置的使用过程如下：首先将测试块7的下粘接板702水平放置，在其上端面上的6个圆台ⅱ上均匀涂抹预先配置好的液态粘胶，涂抹液态粘胶的量由特殊体积定量注胶仪器实现；然后将测试块7的上粘接板701和下粘接板702对齐，同时将6个圆台ⅱ分别和6个圆台ⅰ的对齐，依靠塞规控制指定厚度，待液态粘胶经过24至96小时不等时长恒温固化后形成胶粘结合层，则测试块7制备完成。之后将所述夹持头ⅰ2安装到两个楔形块ⅰ1间，安装过程中旋转4至5次，使夹具体ⅰ3处在垂直的位置，确认无误后，进行夹紧操作。再将所述测试块7的上夹固板703安装到矩形槽ⅰ中，并调整到合适位置。调整上面4
个所述紧固螺钉8，夹紧测试块7。夹紧过程中，先调整两端的螺钉8，再调整中间两个螺钉8。再将所述测试块7的下夹固板704安装到矩形槽ⅱ内，并采用螺钉8抵紧。然后将所述夹持头ⅱ5安装到两个楔形块ⅱ4之间，装夹过程中，调整整个辅助工装的位置，使每个楔形块ⅰ1和对应的楔形块ⅱ4对齐。控制所述拉伸试验机，通过拉伸力学试验机的锁紧装置调节楔形块ⅰ1的位置，进行夹紧。进行光学元件胶粘强度测试试验，待试验完成后，记录数据。
42.值得说明的是，本实施例所述装置的夹持头设计成圆棒状，与楔形块实现自动定位，装夹简单，有效解决了光学元件多点胶粘强度测试块因尺寸过大而不能装夹到拉伸试验机的问题，同时还有效克服了测试块上下两部分因粘接误差产生其夹持部位不平行，在夹紧外力下未实验就直接剪切破坏粘接的问题。夹具体结构简单、定位方便，通槽有效解决了测试块试验过程中受力不均和偏载等问题，使测试块在拉伸过程中一直保持在同一轴线上。测试块与夹具体紧贴的面为粗糙面，增加了夹具体与试件的摩擦力，确保试件被夹持的稳定性，提高测试块测试强度的准确性。紧固螺钉的排列位置呈圆弧状，实现夹持不同大小的测试块，且使测试块的上下两部分保持平行。
43.实施例2：
44.本实施例公开了一种用于光学元件多点胶粘结合强度测量的辅助装置，包括夹持系统ⅰ和位于夹持系统ⅰ正下方的夹持系统ⅱ。
45.参见图1或2，所述夹持系统ⅰ包括楔形块ⅰ1、夹持头ⅰ2和夹具体ⅰ3，两个楔形块ⅰ1间隔布置，每个楔形块ⅰ1面向另一个楔形块ⅰ1的一侧均设置有供夹持头ⅰ2安装的弧形槽，夹持头ⅰ2的上端卡固在两个楔形块ⅰ1的弧形槽内。
46.所述夹具体ⅰ3为连接在夹持头ⅰ2下端的长方体结构，夹具体ⅰ3设置有开口朝下的矩形槽ⅰ和多个螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅰ的同一侧且贯穿矩形槽ⅰ的内外侧。
47.参见图2，所述夹持系统ⅱ包括楔形块ⅱ4、夹持头ⅱ5和夹具体ⅱ6，两个楔形块ⅱ4间隔布置，每个楔形块ⅱ4面向另一个楔形块ⅱ4的一侧均设置有供夹持头ⅱ5安装的弧形槽，夹持头ⅱ5的下端卡固在两个楔形块ⅱ4的弧形槽内。
48.所述夹具体ⅱ6为连接在夹持头ⅱ5上端的长方体结构，夹具体ⅱ6设置有开口朝上的矩形槽ⅱ和多个螺纹孔，这些螺纹孔位于矩形槽ⅱ的同一侧且贯穿矩形槽ⅱ的内外侧。
49.试验状态时，两个所述楔形块ⅰ1固定在拉伸试验机的上夹持端，两个楔形块ⅱ4固定在拉伸试验机的下夹持端，测试块7的上端嵌入矩形槽ⅰ内，参见图3，多个螺钉8旋入矩形槽ⅰ并与测试块7抵紧，测试块7的下端嵌入矩形槽ⅱ内，多个螺钉8旋入矩形槽ⅱ并与测试块7抵紧。
50.实施例3：
51.本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图3，所述夹持头ⅰ2为台阶轴结构，夹持头ⅰ2具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅰ1之间。
52.所述夹持头ⅱ5为台阶轴结构，夹持头ⅱ5具有较大直径的一端卡固在两个楔形块ⅱ4之间。所述夹持头ⅰ2与夹持头ⅱ5的轴线重合。
53.实施例4：
54.本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图4，所述测试块7包括尺寸一致的上粘接板701和下粘接板702，上粘接板701和下粘接板702均水平设置，上粘接板701的下表面
间隔布置有多个圆台ⅰ，下粘接板702的上表面间隔布置有多个圆台ⅱ，多个圆台ⅰ和对应的圆台ⅱ采用液态粘胶粘接，上粘接板701和下粘接板702相互对齐。
55.所述上粘接板701的上表面连接有上夹固板703，下粘接板702的下表面连接有下夹固板704，上夹固板703和下夹固板704位于同一竖直平面上。
56.试验状态时，所述上夹固板703嵌入矩形槽ⅰ内并与多个螺钉8抵紧，下夹固板704嵌入矩形槽ⅱ内并与多个螺钉8抵紧。
57.实施例5：
58.本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述矩形槽ⅰ和矩形槽ⅱ的内壁均为粗糙面。
59.实施例6：
60.本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图2，所述夹具体ⅰ3上的多个螺纹孔的连线呈圆弧状，夹具体ⅱ6上的多个螺纹孔的连线呈圆弧状。
61.实施例7：
62.本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图2，每个所述楔形块ⅰ1面向另一个楔形块ⅰ1的一侧均设置有水平的通槽ⅰ，通槽ⅰ位于所在楔形块ⅰ1上的弧形槽上方，通槽ⅰ与弧形槽连通。
63.每个所述楔形块ⅱ4面向另一个楔形块ⅱ4的一侧均设置有水平的通槽ⅱ，通槽ⅱ位于所在楔形块ⅱ4上的弧形槽下方，通槽ⅱ与弧形槽连通。