[发明专利]一种多弧离子镀设备上能够实现公自转和自转的工装

说明书

技术领域

本发明涉及一种多弧离子镀设备上能够实现公自转和自转的工装。

背景技术

多弧离子镀设备是用来制备TiN、ZrN、TiC、CrN等硬质耐磨涂层、NiCrAlY系列涂层及Al、Ti等金属涂层等，用来提高工件的耐磨、抗冲蚀、抗氧化、耐腐蚀等性能。多弧离子镀设备一般至少拥有4个靶源，其工装都是采用公自转的方式，即在涂层沉积过程中，工件在公转的同时进行自转，从而确保沉积过程中各工装工件涂层成分、厚度的一致性。

但在新型涂层的研究以及沉积单件工件时，如果采用公自转的方式，多靶同时开启，靶材浪费严重，成本增加，尤其是对于新型涂层研制而言，大大增加了涂层成本。为了解决这一问题，对多弧离子镀工装进行了重新设计，使工装即可以进行公自转(在沉积大批工件时)，同时也可以只进行自转(进行新型涂层的研究以及沉积单件工件时，工件仅对着一个靶源)，从而提高靶材的利用率、沉积效率及降低成本。

目前，多弧离子镀设备工装结构都是采用公自转的方式，如图1所示。设备原有的工装结构，大齿轮17和大盘3是分开安装的，它们不是一个整体，大齿轮17被紧固螺栓固定到设备轴套的定位孔上，使大齿轮17不能旋转。大盘3上有一个键槽，设备轴上也有一个键槽，它们通过平键22固定到一起，由主轴1旋转带动大盘3旋转。对于小齿轮结构，轴套11和工位轴29的配合是通过轴承10完成的，它们之间的配合是轴承配合，小齿轮9通过螺栓24固定到工位轴29的定位孔上，这样就形成了小齿轮9带动工位轴29旋转的结构。整个小齿轮结构是通过固定螺栓28到大盘3的定位孔上，使大盘3和小齿轮结构形成一个整体，主轴1带动大盘3旋转，形成大盘3公转。同时，小齿轮9也跟着大盘旋转，大齿轮17不动，小齿轮9围绕着大齿轮17旋转，小齿轮9带动相应的工位轴29旋转，又形成了自转，这样就形成了公自转旋转模式。原有的工装结构只能够这样安装才能使用，它不能形成仅小齿轮轴自转的模式。

发明内容

本发明的目的是提供一种不仅能公自转并能形成仅自转模式的一种多弧离子镀设备上能够实现公自转和自转的工装。本发明的技术解决方案是，工装包括大齿轮、大盘、小齿轮、小轴承、小轴承套，工装的小齿轮结构是由双用工位轴、小轴承、轴承盖、夹圈、键、小齿轮、轴承盖、小轴承套、螺栓组成，大盘的盘面上均匀开有安装双用工位轴的工位孔，双用工位轴置于工位孔中，小齿轮和双用工位轴通过小轴承连结，小齿轮通过键与双用工位轴固定，夹圈将小齿轮固定在双用工位轴上，双用工位轴用轴承盖固定在大盘上，双用工位轴通过螺栓与小轴承套固定；大盘和大齿轮的中心孔套接在主轴上，主轴上开有键槽，大盘和大齿轮的中心孔上开有与主轴上键槽相对应的键槽，公位键将大盘或大齿轮与主轴固定，大盘一侧端面的中心设有轴外套，轴外套与大齿轮一侧的端面的中心设有轴内套之间安装两个轴承，两个轴承之间设有挡圈，保险圈的内槽置于大盘的轴外套的边角上，保险圈通过紧固螺栓将大齿轮紧固在大盘上，小齿轮与大齿轮啮合；大盘和大齿轮上均对称开有定位孔，工装结构与主轴轴套的连接为如下形式之一时：

(一)大齿轮的定位孔与主轴轴套上的定位销固定；

(二)大盘的定位孔与主轴轴套上的定位销固定。

保险圈上内槽的高度大于大盘的轴外套边角的高度。

本发明具有的优点和有益效果，本发明通过工装结构上下表面与主轴的配合，实现工装公自转和仅自转两种旋转模式。当工装结构的大齿轮与主轴固定时，主轴带动大齿轮旋转，大齿轮又带动小齿轮旋转，小齿轮又带动相应的双用工位轴旋转，从而实现工装的自转模式。当工装结构的大盘与主轴固定时，大齿轮被定位销固定住，轴带动大盘旋转，大盘又带动小齿轮旋转，小齿轮又带动相应的双用工位轴旋转，从而实现工装的公自转模式。本发明采用不锈钢制作加工，适用于多弧离子镀设备，结构简单，便于操作。在沉积大批工件时，采用工装的公自转模式，而在进行新型涂层的研究以及沉积单件工件时，可以采用工装的仅自转模式，从而提高靶材的利用率、沉积效率及降低成本。

附图说明

图1是本发明现有工装的结构示意图；

图2是本发明工装公自转旋转模式的结构示意图；

图3是本发明工装自转旋转模式的结构示意图。

具体实施方式

工装结构包括大齿轮、大盘、小齿轮、小轴承、小轴承套。工装的小齿轮结构是由双用工位轴7、小轴承10、轴承盖12、夹圈8、键6、小齿轮9、轴承盖12、小轴承套11、螺栓24组成。大盘3的盘面上均匀开有安装双用工位轴7的工位孔，双用工位轴7上下两端开有顶丝孔5，顶丝孔5用于固定置于双用工位轴7内的试样架，双用工位轴7置于工位孔中，小齿轮9和双用工位轴7通过小轴承10连结，小齿轮9通过键6与双用工位轴7固定，夹圈8将小齿轮9固定在双用工位轴7上，使小齿轮9不再上下窜动，从而实现小齿轮9旋转带动双用工位轴7旋转，双用工位轴7用轴承盖12固定在大盘3上，使双用工位轴7不再上下窜动，双用工位轴7通过螺栓24与小轴承套11固定，从而实现小齿轮结构；大盘3和大齿轮17的中心孔套接在主轴1上，主轴1上开有键槽，大盘3和大齿轮17的中心孔上开有与主轴1上键槽相对应的键槽，公位键2将大盘3或大齿轮17与主轴固定，大盘3一侧端面的中心设有轴外套25，轴外套25与大齿轮17一侧的端面的中心设有轴内套26之间安装两个轴承13，两个轴承13之间设有挡圈14，挡圈14可以增加两个轴承13之间的间距，使轴承保持良好的工作状态。保险圈16的内槽置于大盘3的轴外套25的边角上，保险圈16通过紧固螺栓15将大齿轮17紧固在大盘3上，从而实现小齿轮9与大齿轮17啮合；大盘3和大齿轮17上均对称开有定位孔4和27。当大齿轮17的定位孔27与主轴轴套20上的定位销18固定时，主轴1带动大盘3旋转，大盘3又带动小齿轮9旋转，小齿轮又带动相应的双用工位轴7旋转，从而实现工装结构的公自转模式。当大盘3的定位孔4与主轴轴套20上的定位销18固定时，主轴1带动大齿轮17旋转，大齿轮17又带动小齿轮9旋转，小齿轮9又带动相应的双用工位轴7旋转，从而实现工装小齿轮结构的自转旋转模式。