CN106378478B - 一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法 - Google Patents

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    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法，包括以下步骤；(1)、三维建模：构造工件表面及相应的毛坯模型；(2)、调整机床加工坐标系与工件坐标系重合，创建端面铣刀；(3)、创建加工工序，采用底壁加工模式，选择一排微结构的所有同侧侧面，组成一个切削面，刀轴与切削面垂直，采用单向轮廓切削模式，方向与微结构排列方向相同；(4)、对金字塔的其余3组侧面创建加工工序；(5)、将上述工序生成机床加工指令；(6)、将加工指令导入五轴超精密铣床，用加工指令对一组侧面进行加工；(7)、对另外三组侧面进行加工。本发明利用铣刀端面对微结构表面进行加工，可以得到非常高的表面质量，且加工效率高、灵活性和通用性好。

Description

一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法
技术领域
本发明涉及工件表面金字塔微结构的加工技术领域，尤其涉及一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法。
背景技术
微结构表面的加工要求尺寸精度高、表面质量好。微结构功能表面的加工，属于微小尺度加工。对于微结构功能表面的加工，现有的加工方式有磨削，飞秒激光切削，化学镀方法，铸造成型，热辊压等方法，前两种加工工艺精度高，但是效率低，后三者加工方式效率高，但精度较低。
发明内容
为了解决上述技术问题，提供一种利用超精密五轴数控铣床微细铣削直接成型的加工方法，实现微结构表面高效率、高精度的加工，本发明提供以下技术方案：
一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法，包括以下步骤；
(1)、三维建模：在软件中构造工件表面及相应的毛坯模型；
(2)、调整机床加工坐标系使之与工件坐标系重合，根据工件表面结构尺寸，创建端面铣刀；
(3)、创建加工工序，采用底壁加工模式，选择一排微结构的所有同侧侧面，组成一个切削面，刀轴与切削面垂直，采用单向轮廓切削模式，方向与微结构排列方向相同，设定切削参数，生成刀轨；
(4)、分别对金字塔的其余3组侧面创建步骤(3)所述的加工工序，实现对所有微结构侧面的整体加工；
(5)、采用五轴加工的后处理模块将上述加工工序生成机床加工指令；
(6)、将加工指令导入五轴超精密铣床，用加工指令对工件一组侧面进行加工；
(7)、借助机床的旋转轴将工件分别逆时针旋转90°、180°、270°，对工件的另外三组侧面进行加工。
进一步的，所述步骤(1)-(5)均采用三维软件系统实现，三维软件系统为三维建模的常用工具，能够为产品设计及加工过程提供数字化造型和验证手段。
进一步的，所述步骤(2)中端面铣刀直径为0.1-1mm，因金字塔微结构尺寸较小，因此在加工中常选用微小铣刀。
本发明的有益效果在于：
1.利用常规端面铣刀便可完成，无需特制的成型铣刀。
2.利用铣刀端面对微结构表面进行加工，可以通过对加工参数的优化得到非常高的表面质量。
3.该铣削方法相对磨削来说，有更高的加工效率，相对铸造和热辊压来说有更高的加工精度，且不需要磨具，具有较大的灵活性和通用性。
4.加工成本低，且表面微结构一致性更好。
附图说明
图1、本发明对工件一组侧面进行加工的示意图。
图2、将图1中的工件逆时针旋转90°后对另一组侧面进行加工的示意图。
图3、将图2中的工件再逆时针旋转90°后对另一组侧面进行加工的示意图。图4、将图3中的工件再逆时针旋转90°后对另一组侧面进行加工的示意图。
具体实施方式
一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法，包括以下步骤；
(1)、三维建模：在三维软件系统中构造工件表面及相应的毛坯模型；
(2)、在三维软件加工模块中调整机床加工坐标系使之与工件坐标系重合，根据工件表面结构尺寸，创建端面铣刀，因金字塔微结构尺寸较小，因此在加工中常选用微小铣刀(Φ0.1～Φ1)。
(3)、创建加工工序，采用底壁加工模式，选择一排微结构的所有同侧侧面，组成一个切削面，刀轴与切削面垂直，采用单向轮廓切削模式，方向与微结构排列方向相同，设定切削参数，生成刀轨；
(4)、分别对金字塔的其余3组侧面创建步骤(3)所述的加工工序，实现对所有微结构侧面的整体加工；
(5)、采用五轴加工的后处理模块将上述加工工序生成机床加工指令；
(6)、将加工指令导入五轴超精密铣床，用加工指令对工件一组侧面进行加工，如图1所示；
(7)、借助机床的旋转轴将工件分别逆时针旋转90°、180°、270°，对工件的另外三组侧面进行加工，分别如图2-4所示。
以上述依据本发明理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种规则金字塔微结构的微铣削加工方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)、三维建模：在软件中构造工件表面及相应的毛坯模型；
(2)、调整机床加工坐标系使之与工件坐标系重合，根据工件表面结构尺寸，创建端面铣刀；
(3)、创建加工工序，采用底壁加工模式，选择一排微结构的所有同侧侧面，组成一个切削面，刀轴与切削面垂直，采用单向轮廓切削模式，方向与微结构排列方向相同，设定切削参数，生成刀轨；
(4)、分别对金字塔的其余3组侧面创建步骤(3)所述的加工工序；
(5)、采用五轴加工的后处理模块将上述加工工序生成机床加工指令；
(6)、将加工指令导入五轴超精密铣床，用加工指令对工件一组侧面进行加工；
(7)、借助机床的旋转轴将工件分别逆时针旋转90°、180°、270°，对工件的另外三组侧面进行加工。
2.如权利要求1所述的规则金字塔微结构的微铣削加工方法，其特征在于：所述步骤(1)-(5)均采用三维软件系统实现。
3.如权利要求1所述的规则金字塔微结构的微铣削加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中端面铣刀直径为0.1-1mm。
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