CN107219586A - 一种导光板端面微结构加工齿轮及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导光板端面微结构加工齿轮，其包括采用极细微粒的钨钢制成的主体，所述主体中碳化钨结晶颗粒的直径在0.2‑0.4微米之间；所述主体两端设有轴承位；所述主体两端设有避位台阶；所述主体中间部位设置为齿轮光学微结构。本发明解决了导光板材料易变形和变色的问题，同时也解决了导光板产品污染的问题，可以满足多种光学微结构，更换方便，同时降低了LED灯珠的能耗，达到节能、环保的目的。

Description

一种导光板端面微结构加工齿轮及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种导光板端面微结构加工齿轮及其制作方法。

背景技术

随着经济的快速发展，技术水平也相应的提高了，出现了许多的高科技产品，导光板就是其中一种，它的原理是将线光源转变成面光源的高科技产品。在导光板侧面入光部位加工特殊设计的光学微结构，使得LED灯光在导光板内部的发光角度扩大，以改善发光面入光位置亮暗不均的缺陷，降低导光板网点设计的难度，提升显示画面整体的品位，现有的导光板微结构加工是采用激光切割和刀片切割。激光切割容易使材料发生变形和颜色易变黄，刀片切割容易使产品污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种导光板端面微结构加工齿轮，能够解决导光板材料易变形和变色的问题，同时也能够解决导光板产品污染问题，可以满足多种光学微结构，更换方便，同时降低LED的能耗，达到节能、环保的效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一方面公开一种导光板端面微结构加工齿轮，其包括采用极细微粒的钨钢制成的主体，所述主体中碳化钨结晶颗粒的直径在0.2-0.4微米之间；所述主体两端设有轴承位；所述主体两端设有避位台阶；所述主体中间部位设置为齿轮光学微结构。

进一步地，所述齿轮光学微结构齿形一致，误差正负0.002mm。

进一步地，所述齿轮光学微结构没有接刀痕迹，360°无缝对接。

进一步地，所述齿轮光学微结构上设置有加工齿。

进一步地，所述加工齿包括底部圆弧R1、顶部圆弧R2、齿形深度H、齿形开口角度r和齿轮径节。

本发明的另一个方面公开了一种导光板端面微结构加工齿轮的制作方法，其包括以下步骤：

（1）制备细微粒的钨钢坯：利用机加工的方法加工获得细微粒的钨钢坯，满足细微粒的钨钢坯图面尺寸要求；

（2）表面预处理：对细微粒的钨钢坯进行检查、检测，表面是否有裂纹、龟裂缺陷，选择没有缺陷的细微粒的钨钢坯；

（3）精磨：采用外圆磨和内圆磨的方法，所述外圆磨是对细微粒的钨钢坯表面精磨，满足外径尺寸D±0.001mm，所述内圆磨是对细微粒的钨钢坯内轴承位进行研磨，满足轴承位尺寸直径24+0.03～0.05mm；

（4）图文设计：根据光学需要设计出所需要加工一个单元的微结构图文，案后把一个单元的图文环形阵列在此前加工的齿轮直径的数据上；

（5）胶片制作：是在此前环形阵列的图文上面任意截取五个单元的微结构图文放大50倍印刷在PET薄膜上，薄膜尺寸为200*200*0.05T；

（6）光学研磨：首先把印刷制作完成的胶片放在研磨设备的投影仪上面固定完成；光学研磨要选择1000目数型号的砂轮；把此前设计完成的图文输入研磨设备编辑程式，然后把齿轮固定在工作台上开始加工，一次加工微结构的单元数量在100以内，取出齿轮旋转齿轮，把刚加工完成微结构的最后五个单元调整到和投影仪上胶片的五个单元相吻合开始加工，依次方法直至完成；

（7）清洗：把加工完成的齿轮从设备上取下放在清洗机内清洗5分钟，取出齿轮用气枪吹干；

（8）检验：检测光学研磨出的光学微机构是否结构均匀、形状标准，检验仪器为3次元投影仪。

本发明所达到的有益效果是：

本发明解决了导光板材料易变形和变色的问题，同时也解决了导光板产品污染的问题，可以满足多种光学微结构，更换方便，同时降低了LED的能耗，达到节能、环保的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图2的侧视结构示意图；

图4是图2中A处的放大结构示意图；

图5是图2的B-B向结构示意图；

图6是加工齿的放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图6所示，一种导光板端面微结构加工齿轮，包括主体，所述主体采用极细微粒的钨钢制成,所述极细微粒的钨钢中碳化钨结晶颗粒直径在0.2-0.4微米之间，所述极细微粒的钨钢中硬质相粒子是极细的（平均粒度在1um以下），因此能获得比相同硬度的一般硬质合金更高的强度（韧性）、刃口可以修磨的更锋利、更好的耐磨性等；所述主体两端设有轴承位1；所述主体两端设有避位台阶2；所述主体中间部位设有齿轮光学微结构3；所述齿轮光学微结构3通过进口精密光学加工机加工研磨而成；所述齿轮光学微结构3的加工齿4的齿形一致，误差正负0.002mm；所述齿轮光学微结构3没有接刀痕迹，360°无缝对接，因此加工出导光板端面微结构均匀、清晰、无重合、无遗漏、无瑕疵，使得LED灯光在导光板内部的发光角度扩大，从而大大减少了LED灯源的数量（原来需要10组LED灯珠，现在5-6组LED灯珠就可以达到10组LED灯珠的效果）；

所述齿轮光学微结构3表面粗糙度好，达到光学级，加工导光板端面微结构表面更光滑，发光面入光位置亮暗均匀，提升显示画面整体的品位；所述齿轮光学微结构3齿形内清洁干净、无异物；所述齿轮光学微结构齿形加工导光板时清洁方便，不会造成产品污染；所述齿轮光学微结构有底部圆弧R1、顶部圆弧R2、齿形深度H、齿形开口角度r、Pitch组成；所述参数不同，就会对应不同的外径D(D的尺寸范围一般39mm<D<41mm）；所述各项参数值不同，组成不同的光学微机构，因此需要加工不同的光学微结构时只需更换一个齿轮即可完成，操作简单，更换方便，提高了生产效率，降低了成本。

上述导光板端面微结构加工齿轮的加工，包含以下关键步骤：

（1）制备细微粒的钨钢坯；（2）表面预处理；（3）精磨；（4）图文设计 ；（5）胶片制作；（6）光学研磨；（7）清洗；（8）检验；

其中，所述制备细微粒的钨钢坯是利用机加工的方法如：轧、锻、车、铣、刨、磨等组合加工获得细微粒的钨钢坯，满足细微粒的钨钢坯图面尺寸要求；所述表面预处理是对细微粒的钨钢坯进行检查、检测，表面是否有裂纹、龟裂等缺陷，选择没有缺陷的细微粒的钨钢坯；所述精磨采用的是外圆磨和内圆磨，所述外圆磨是对细微粒的钨钢坯表面精磨，满足外径尺寸D±0.001mm，所述内圆磨是对细微粒的钨钢坯内轴承位进行研磨，满足轴承位尺寸直径24+（0.03～0.05）mm；所述图文设计是根据光学需要设计出所需要加工一个单元的微结构图文，案后把一个单元的图文环形阵列在此前加工的齿轮直径的数据上；所述胶片制作是在此前环形阵列的图文上面任意截取五个单元的微结构图文放大50倍印刷在PET薄膜上（薄膜尺寸：200*200*0.05T）；所述光学研磨首先把印刷制作完成的胶片放在研磨设备的投影仪上面固定完成；所述光学研磨要选择1000目数型号的砂轮，此目的是为保证加工出来微结构的表面粗糙度值达到光学级；所述光学研磨是把此前设计完成的图文输入研磨设备编辑程式，然后把齿轮固定在工作台上开始加工，一次加工微结构的单元数量在100以内（为保证加工精度及机构的形状），取出齿轮旋转齿轮（旋转的角度应和第一次加工的角度一致）把刚加工完成微结构的最后五个单元调整到和投影仪上胶片的五个单元相吻合开始加工，依次方法直至完成；所述清洗是准备一台微型超生波清洗机和清洗剂，把加工完成的齿轮从设备上取下放在清洗机内清洗5分钟，取出齿轮用气枪吹干；所述检验是检测光学研磨出的光学微机构是否结构均匀、形状标准，检验仪器为3次元投影仪。至此，检测合格的齿轮即完成了导光板端面微结构加工齿轮的加工。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种导光板端面微结构加工齿轮，其特征在于，包括采用极细微粒的钨钢制成的主体，所述主体中碳化钨结晶颗粒的直径在0.2-0.4微米之间；所述主体两端设有轴承位；所述主体两端设有避位台阶；所述主体中间部位设置为齿轮光学微结构。

2.根据权利要求1所述的一种导光板端面微结构加工齿轮，其特征在于，所述齿轮光学微结构齿形一致，误差正负0.002mm。

3.根据权利要求1所述的一种导光板端面微结构加工齿轮，其特征在于，所述齿轮光学微结构没有接刀痕迹，360°无缝对接。

4.根据权利要求1所述的一种导光板端面微结构加工齿轮，其特征在于，所述齿轮光学微结构上设置有加工齿。

5.根据权利要求1所述的一种导光板端面微结构加工齿轮，其特征在于，所述加工齿包括底部圆弧R1、顶部圆弧R2、齿形深度H、齿形开口角度r和齿轮节距。

6.一种权利要求1~5任一所述导光板端面微结构加工齿轮的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备细微粒的钨钢坯：利用机加工的方法加工获得细微粒的钨钢坯，满足细微粒的钨钢坯图面尺寸要求；

（2）表面预处理：对细微粒的钨钢坯进行检查、检测，表面是否有裂纹、龟裂缺陷，选择没有缺陷的细微粒的钨钢坯；

（3）精磨：采用外圆磨和内圆磨的方法，所述外圆磨是对细微粒的钨钢坯表面精磨，满足外径尺寸D±0.001mm，所述内圆磨是对细微粒的钨钢坯内轴承位进行研磨，满足轴承位尺寸直径24+0.03～0.05mm；

（4）图文设计：根据光学需要设计出所需要加工一个单元的微结构图文，案后把一个单元的图文环形阵列在此前加工的齿轮直径的数据上；

（5）胶片制作：是在此前环形阵列的图文上面任意截取五个单元的微结构图文放大50倍印刷在PET薄膜上，薄膜尺寸为200*200*0.05T；

（6）光学研磨：首先把印刷制作完成的胶片放在研磨设备的投影仪上面固定完成；光学研磨要选择1000目数型号的砂轮；把此前设计完成的图文输入研磨设备编辑程式，然后把齿轮固定在工作台上开始加工，一次加工微结构的单元数量在100以内，取出齿轮旋转齿轮，把刚加工完成微结构的最后五个单元调整到和投影仪上胶片的五个单元相吻合开始加工，依次方法直至完成；

（7）清洗：把加工完成的齿轮从设备上取下放在清洗机内清洗5分钟，取出齿轮用气枪吹干；

（8）检验：检测光学研磨出的光学微机构是否结构均匀、形状标准，检验仪器为3次元投影仪。