The invention discloses a manufacturing method and device of metal surface micro-concave structure based on contact adhesion peeling. At present, there is no method and device for manufacturing micro-concave structure by using the principle of contact adhesion stripping metal surface. By applying ultrasonic vibration to the template metal block and the metal block to be processed, and utilizing the temperature difference between the template metal block and the metal block to be processed, the atomic layer on the surface of the metal block to be processed is relaxed and recombined, so that the atomic layer on the surface of the metal block to be processed adheres to the micro-convex structure on the surface of the template metal block; by peeling the adhesion layer on the surface of the metal block to be processed for several times, The purpose of setting up micro-concave structure is realized; the detection of micro-convex structure is realized by high-speed camera and image processing host; the manufacturing method of the micro-concave structure of the invention is simple, the use environment is safe and the applicability is wide.
【技术实现步骤摘要】
基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法与装置
本专利技术属于金属表面微结构的制造领域,特别涉及一种基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法与装置。
技术介绍
经过大量的实验研究表明在金属表面开设微结构能够有效地改善金属表面接触性能。现阶段人们采用的微结构形貌多为微凹型结构,特别是在机械加工领域,微凹结构广泛应用于车刀、拉刀、铣刀等各种机械零件加工刀具表面。所开设的微凹结构在车刀进行车削、拉刀进行拉削、铣刀进行铣削等加工过程中,起到了较为明显得优化加工效果。其体现在切削负载的降低、刀具磨损程度的下降、加工零件表面质量更为平整等多个方面。因此研制一种有效加工金属表面微凹结构的方法与装置显得尤为重要。目前,对微凹结构的加工方法大多集中在激光刻蚀加工、电火花加工以及化学腐蚀加工等方法,暂未发现有利用接触粘附剥离金属表面原理进行微凹结构制造的方法与装置。如申请专利号为CN201711387452.X的专利技术专利公开了本专利技术公开了一种微凹坑阵列结构加工方法,此专利技术方法能够加工获得曲线形貌微凹坑阵列结构。专利技术加工方法具体包括如下步骤:步骤1,衬底上涂覆一层基体材料;步骤2,利用离子风穿过带通孔阵列的掩模作用于衬底上的基体材料,形成微凹坑阵列结构;步骤3,固化衬底上的基体材料,成型所需形貌的微凹坑阵列结构。此专利技术方法能够低成本的实现不同材料、形貌和尺寸参数的凹坑阵列结构加工。但是此方法制造微凹坑结构成本高,工艺复杂,且在制造微凹坑结构时需要外加基体材料,难以保证微凹坑结构的强度和材料的使用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于接触粘附剥 ...
【技术保护点】
1.基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法,其特征在于:该方法具体如下:步骤一、将表面设有微凸结构的模板金属块通过螺栓连接于工字型安装板上,且模板金属块上设有微凸结构的表面朝下设置;其中,工字型安装板与Z向滑台的滑块固定;步骤二、将待加工金属块水平放置于框型平台上,夹紧机构夹紧待加工金属块;步骤三、启动X向滑台和Y向滑台,带动夹紧机构和待加工金属块水平同步移动到模板金属块的正下方;启动Z向滑台,带动模板金属块向靠近待加工金属块的方向移动,并最终使模板金属块设有微凸结构的表面与待加工金属块需要开设微凹结构的表面接触;步骤四、恒温加热块通电,对待加工金属块的底面进行加热;步骤五、待加工金属块表面温度加热至175℃~200℃时,启动超声激振器,利用超声激振器对模板金属块和待加工金属块进行超声微位移振动,增加板金属块和待加工金属块接触表面之间的接触压力;由于待加工金属块温度比模板金属块高,待加工金属块表面原子向模板金属块微凸结构表面定向粘附;步骤六、超声激振器的超声微位移振动保持20~40min后停止振动,并断开恒温加热块的供电;启动Z向滑台,使模板金属块远离待加工金属块,模板金属块与待加 ...
【技术特征摘要】
1.基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法,其特征在于:该方法具体如下:步骤一、将表面设有微凸结构的模板金属块通过螺栓连接于工字型安装板上,且模板金属块上设有微凸结构的表面朝下设置;其中,工字型安装板与Z向滑台的滑块固定;步骤二、将待加工金属块水平放置于框型平台上,夹紧机构夹紧待加工金属块;步骤三、启动X向滑台和Y向滑台,带动夹紧机构和待加工金属块水平同步移动到模板金属块的正下方;启动Z向滑台,带动模板金属块向靠近待加工金属块的方向移动,并最终使模板金属块设有微凸结构的表面与待加工金属块需要开设微凹结构的表面接触;步骤四、恒温加热块通电,对待加工金属块的底面进行加热;步骤五、待加工金属块表面温度加热至175℃~200℃时,启动超声激振器,利用超声激振器对模板金属块和待加工金属块进行超声微位移振动,增加板金属块和待加工金属块接触表面之间的接触压力;由于待加工金属块温度比模板金属块高,待加工金属块表面原子向模板金属块微凸结构表面定向粘附;步骤六、超声激振器的超声微位移振动保持20~40min后停止振动,并断开恒温加热块的供电;启动Z向滑台,使模板金属块远离待加工金属块,模板金属块与待加工金属块分离过程中粘附在模板金属块的微凸结构上的待加工金属块表层金属被剥离出,从而在待加工金属块表面形成微凹结构;启动X向滑台和Y向滑台,使待加工金属块水平移动至微结构检测装置的检测区域;对高速显微摄像机进行聚焦位置调整,然后利用微结构检测装置对待加工金属块表面形成的微凹结构进行检测;步骤七、将待加工金属块表面形成的微凹结构进行检测结果传给图像处理主机处理,如果待加工金属块表面形成的微凹结构深度均值检测结果与图像处理主机中预设的微凹结构深度之间的深度差大于0.05mm,则在进行模板金属块微凸结构修复后重复步骤三至步骤六,否则进入步骤八;步骤八、松开夹紧机构,取出开设了合格微凹结构的待加工金属块,完成待加工金属块的微凹结构加工。2.根据权利要求1所述的基于接触粘附剥离的金属表面微凹结构制造方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:倪敬,吕俊杰,蒙臻,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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