CN110478889A - 一种微型魔方的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型魔方的制作方法，该微型魔方由中心轴、六个中心块、十二个棱块、八个角块拼装成边长为9.97毫米～10.03毫米的正方体结构，制作方法包括：首先是零件加工，加工出中心块、角块、棱块，然后对中心轴进行微孔加工，从中心轴的端部向中心轴的中心的方向加工连接孔，组装包括将转轴与中心块旋转连接，转轴的另一端与中心轴的连接孔固定连接，接着组装棱块和角块，封盖中心块上的沉头孔使其与中心块的表面平齐，为了使尺寸更加精准，最后需要对微型魔方的表面进行研磨，整体尺寸控制在9.97～10.03毫米范围内，利用该制作方法制作的微型魔方的尺寸较小，便于携带，可随时随地把玩。
Description
技术领域
本发明涉及玩具魔方技术领域，尤其是涉及一种微型魔方的制作方法。
背景技术
魔方，又叫鲁比克方块，是一种智力运动，魔方狭义上指三阶魔方，三阶魔方形状通常是正方体，由有弹性的硬塑料制成，竞速玩法是将魔方打乱，然后在最短的时间内复原，魔方的国际标准尺寸为5.7厘米，现有魔方的种类很多，一般分为正阶魔方和异型魔方，正阶魔方又分为二阶魔方、三阶魔方、四级魔方以及更高阶魔方等，异形魔方分为金字塔魔方、斜转魔方、五魔方、齿轮魔方等，现有魔方的标准尺寸都比较大，适合玩转，但是不适合随身携带，无法做到随时随地取出玩转。
因此，如何解决魔方不方便携带，不能随时随地玩转的问题成为本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型魔方的制作方法，以解决现有技术中魔方体积大不方便携带且不能随时随地玩转的问题。
本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的提供的一种微型魔方的制作方法，其中微型魔方包括中心轴、六个中心块、八个角块、十二个棱块，所述角块和所述棱块的连接端均设置有连接块，六个所述中心块与所述中心轴的六个端部通过转轴旋转连接，所述中心块的顶面中心设置有贯穿所述中心块的沉头孔，所述转轴穿过所述沉头孔与所述中心轴固定连接，所述棱块卡在相邻两个所述中心块之间，所述角块卡在相邻的三个所述棱块之间，所述中心块、所述角块、所述棱块连接后内部围成空心的圆球，所述中心块、所述角块、所述棱块组装成边长为9.97毫米～10.03毫米的正方体，其特征在于，包括：
零件加工，加工出所述中心块、所述角块、所述棱块；
微孔加工，在所述中心轴端部中心向所述中心轴的中心方向加工连接孔；
组装，将所述转轴设置在所述中心块的所述沉头孔内并将所述转轴固定连接在所述连接孔内，然后安装所述棱块与所述角块，最后封盖所述沉头孔；
研磨，对所述微型魔方进行整体形状研磨，所述微型魔方的棱长控制在9.97毫米～10.03毫米范围内。
优选地，所述零件加工使用3D打印技术，所述3D打印技术包括对所述中心块、所述棱块、所述角块进行建模并生成数字模型文件、以所述数字模型文件为基础使用3D打印机打印零件。
优选地，在使用3D打印机打印时需要针对不同的3D打印机对参数进行公差和放缩水配合，同时根据环境温度、湿度做出尺寸补偿。
优选地，所述棱块、所述角块、所述中心块使用模具加工成型。
优选地，微孔加工采用电火花微孔加工方法。
优选地，还包括在组装前对所述中心块、所述角块、所述棱块进行工艺处理，所述工艺处理包括检测、支撑处理、后固化、喷砂、浸染、清洗、应力消除和烘干。
优选地，所述转轴与所述中心轴通过激光焊接工艺进行连接。
优选地，封盖所述沉头孔使用喷射灌封方法。
优选地，还包括在所述微型魔方表面覆盖颜色层。
优选地，所述覆盖颜色层使用UV印刷方法。
本发明提供的一种微型魔方的制作方法，其有益效果为：
本发明提供的一种微型魔方的制作方法，该微型魔方包括中心轴、六个中心块、八个角块和十二个棱块，棱块与角块的连接端均设置有连接块，中心轴包括三根两两相互垂直的轴，六个中心块分别与中心轴的六个端部旋转连接，旋转轴线沿所在轴的轴线方向，十二个棱块分别卡进每两个相邻中心块之间，八个角块分别卡进每相邻的三个棱块之间，中心块、棱块、角块连接后在魔方内部形成空心的圆球，中心块、棱块、角块组装后外侧形成边长为9.97毫米～10.03毫米的正方体。本发明提供的一种微型魔方的制作方法，目的是为制作出上述的微型魔方所提供的一种专有的制作方法，主要步骤包括零件加工、微孔加工、组装和研磨，首先加工出中心块、角块和棱块，之后在中心轴的各个端部进行微孔加工，然后开始组装，将转轴设置到中心块内，转轴上部与中心块旋转连接，靠近中心轴一端与中心轴固定连接，使其成为一体结构，然后安装角块和棱块，最后将中心块外侧设置转轴的位置进行封盖，最后研磨，为使微型魔方的尺寸更加精准，研磨后微型魔方的整体尺寸控制在9.97～10.03毫米之间，微型魔方体积较小，各零件的强度势必降低，采用此工艺流程加工的微型魔方中心轴与转轴成为一体结构，中心块固定的更加牢固，从而棱块与角块也会更加牢固，提供了微型魔方的抗破坏强度。现有魔方的标准尺寸为边长5.7厘米，本发明提供的制作方法加工出的微型魔方边长为9.97毫米～10.03毫米，尺寸大大减小，非常方便携带，体积小，占用空间有限，可以装在衣服口袋或者挂在钥匙链上随身携带，可随时随地取出玩转，解决了现有魔方体积大不方便携带的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例示出的微型魔方的制作方法流程图；
图2是本发明实施例示出的微型魔方外形图；
图3是本发明实施例示出的微型魔方内部图；
图4是本发明实施例示出的中心块与中心轴结构图；
图5是本发明实施例示出的中心块与中心轴连接爆炸图；
图6是本发明实施例示出的中心轴结构图；
图7是本发明实施例示出的角块结构图；
图8是本发明实施例示出的棱块结构图。
图中：1、中心轴；2、中心块；3、角块；4、棱块；5、转轴；6、连接块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
参看图1～图8，本发明的第一方面提供了一种微型魔方的制作方法，该微型魔方主要包括中心轴1、六个中心块2、八个角块3、十二个棱块4，中心轴1包括三根两两相互垂直的轴，有六个端部，棱块4与角块3的连接端均设置有连接块6，六个中心块2分别与中心轴1的六个端部旋转连接，旋转轴线沿所在轴的轴线方向，十二个棱块4分别卡进每两个相邻中心块2之间，八个角块3分别卡进每相邻的三个棱块4之间，中心块2、棱块4、角块3连接后魔方内部形成空心的圆球，中心块2、棱块4、角块3组装后在外侧形成边长为9.97毫米～10.03毫米的正方体。本发明提供的一种微型魔方的制作方法，目的是为制作出上述的微型魔方所提供的一种专有的制作方法，主要步骤包括零件加工、微孔加工、组装和研磨，首先加工出中心块2、角块3和棱块4，中心块2、棱块4和角块3的加工方式有很多，例如可以通过3D打印技术加工或者利用模具加工成型或者利用机械切削加工成型等各种方式，之后再在中心轴1的端部中心向中心轴1的中心方向加工用于与转轴5连接的连接孔，然后开始组装，中心块2的中心设置有贯穿中心块2的沉头孔，将转轴5设置到中心块2的沉头孔内，转轴5上部与中心块2旋转连接，靠近中心轴1一端插入中心轴1的连接孔内进行固定连接，可以通过胶粘或者焊接等方法将其固定连接使其成为一体结构，然后安装角块3和棱块4，最后将中心块2设置转轴5的位置的沉头孔进行封盖使其表面平齐，最后研磨，为使微型魔方的尺寸更加精准，研磨后微型魔方的整体尺寸控制在9.97～10.03毫米之间，微型魔方体积较小，各零件的强度势必降低，采用此工艺流程加工的微型魔方中心轴1与转轴5成为一体结构，中心块2固定的更加牢固，从而棱块4与角块3也会更加牢固，提高了微型魔方的抗破坏强度。现有魔方的标准尺寸为边长5.7厘米，本发明提供的制作方法加工出的微型魔方边长为9.97毫米～10.03毫米，尺寸大大减小，非常方便携带，体积小，占用空间有限，可以装在衣服口袋或者挂在钥匙链上随身携带，可随时随地取出把玩，解决了现有魔方体积大不方便携带的问题。
作为优选的实施方式，上述的零件加工的过程可以使用3D打印技术来完成，利用三维设计软件对上述的角块3、棱块4、中心块2进行三维建模并生成数字模型文件，以数字模型文件为基础通过3D打印机实施打印零件的过程。
进一步的，以数字模型文件为基础，利用逐层堆积原理成型，此产品可以使用三种打印方式，分别为光固化成型(SLA)、多射流熔融(MJF)、选择性激光融化(SLM)，现有的3D打印机种类多样，在打印过程中针对不同种类的3D打印机需要对参数进行公差和放缩水配合，同时需要根据环境温度、湿度做出尺寸补偿，其中，中心块2、角块3、棱块4可以采用SLA光固化成型，中心轴1可以采用SLM金属打印。
较佳的，上述的棱块4、角块3、中心块2可以通过模具加工成型批量生产。
由于该微型魔方的尺寸较小，中心轴1的轴径也必然较小，在对中心轴1进行微孔加工时，如果采用机械切削加工对刀具的尺寸以及精度要求较高，因此，本发明提供的制作方法采用电火花微孔加工技术，将所述中心轴1和工具电极分别与电火花机连接，启动电火花机，工具电极与所述中心轴1端部接触，利用脉冲放电作用进行微孔加工。
实施中，在组装零件之前需要对中心块2、角块3以及棱块4的表面以及内部结构进行工艺处理，工艺处理可以包括检测、支撑处理、后固化、喷砂、浸染、清洗、应力消除以及烘干，使加工出的零件表面更加的平整，内部结构更加稳定，当部件从打印机中取出时，它会被未固化的树脂覆盖，在进一步进行后处理之前，必须将其冲洗干净，可以使用超声波浴，是一种简单有效的清洁SLA印花的方法，在浴缸中注入足够的异丙醇(IPA)以覆盖打印件，让其静置几分钟，这将剥离粘在模型上的未固化树脂的精细层，留下光滑，干净的表面；接下来，删除附加到模型的树状支撑结构，这可以在固化之前或之后完成，但固化之前这样做会更容易，可以使用平头切割器剪断支撑件，在不损坏表面的情况下尽可能接近模型，使用该方法，打印件上会留下小块，这是不可避免的，但经过简单的打磨即可去除；之后可以采用喷砂的方式进行打磨，使打印件表面更加的光滑，操作人员手持喷嘴朝着抛光对象高速喷射介质小珠从而达到抛光的效果；最后对打印件的形状，尺寸等进行检测。
较佳的，上述的转轴5与中心轴1之间的连接优选的实施方式为焊接，采用激光焊接技术，利用高能量密度的激光束作为热源，对所述转轴5与所述中心轴1的连接位置进行深熔焊焊接，使转轴5与中心轴1形成一体结构。
实施中，对沉头孔进行封盖可以使用喷射灌封技术，将沉头孔封盖使表面与中心块2的表面平齐，喷射灌封可以使用灌封胶，将灌封胶灌入沉头孔内，待灌封胶凝固后会与中心块结合为一体，然后对表面进行打磨，使其与中心块的表面平齐。
最后完成后对微型魔方的表面覆盖颜色层，覆盖颜色层可以使用UV印刷技术，在1440个精密细小的喷嘴下，使用UV墨水打印而成，覆盖的一层颜色层具有一定厚度，模拟贴纸触感，且在无尖锐刮蹭的情况下永不脱落。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种微型魔方的制作方法，其中微型魔方包括中心轴(1)、六个中心块(2)、八个角块(3)、十二个棱块(4)，所述角块(3)和所述棱块(4)的连接端均设置有连接块(6)，六个所述中心块(2)与所述中心轴(1)的六个端部通过转轴(5)旋转连接，所述中心块(2)的顶面中心设置有贯穿所述中心块(2)的沉头孔，所述转轴(5)穿过所述沉头孔与所述中心轴(1)固定连接，所述棱块(4)卡在相邻两个所述中心块(2)之间，所述角块(3)卡在相邻的三个所述棱块(4)之间，所述中心块(2)、所述角块(3)、所述棱块(4)连接后内部围成空心的圆球，所述中心块(2)、所述角块(3)、所述棱块(4)组装成边长为9.97毫米～10.03毫米的正方体，其特征在于，包括：
零件加工，加工出所述中心块(2)、所述角块(3)、所述棱块(4)；
微孔加工，在所述中心轴(1)端部中心向所述中心轴(1)的中心方向加工连接孔；
组装，将所述转轴(5)设置在所述中心块(2)的所述沉头孔内并将所述转轴(5)固定连接在所述连接孔内，然后安装所述棱块(4)与所述角块(3)，最后封盖所述沉头孔；
研磨，对所述微型魔方进行整体形状研磨，所述微型魔方的棱长控制在9.97毫米～10.03毫米范围内。
2.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，所述零件加工使用3D打印技术，所述3D打印技术包括对所述中心块(2)、所述棱块(4)、所述角块(3)进行建模并生成数字模型文件、以所述数字模型文件为基础使用3D打印机打印零件。
3.根据权利要求2所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，在使用3D打印机打印时需要针对不同的3D打印机对参数进行公差和放缩水配合，同时根据环境温度、湿度做出尺寸补偿。
4.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，所述棱块(4)、所述角块(3)、所述中心块(2)使用模具加工成型。
5.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，微孔加工采用电火花微孔加工方法。
6.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，还包括在组装前对所述中心块(2)、所述角块(3)、所述棱块(4)进行工艺处理，所述工艺处理包括检测、支撑处理、后固化、喷砂、浸染、清洗、应力消除和烘干。
7.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，所述转轴(5)与所述中心轴(1)通过激光焊接工艺进行连接。
8.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，封盖所述沉头孔使用喷射灌封方法。
9.根据权利要求1所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，还包括在所述微型魔方表面覆盖颜色层。
10.根据权利要求9所述的一种微型魔方的制作方法，其特征在于，所述覆盖颜色层使用UV印刷方法。
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| Title |
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| EVAIFEI: "CubeLab 1CM三阶魔方测评", 《HTTPS://WWW.BILIBILI.COM/READ/CV2789687?SPM_ID_FROM=333.999.LIST.CARD_ARTICLE.CLICK》 * |
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Legal Events
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