The invention discloses an ultra-precision processing device for processing micro-structure arrays, which comprises a flying-cutting motion device, a low-frequency shaking table and a numerical control system. The flying-cutting motion device is arranged on an X-direction feed platform, a low-frequency shaking table is arranged on a Y-direction worktable, a Y-direction worktable is vertically arranged on a Z-direction feed platform, and an X-direction feed platform and a Z-direction feed platform are located in the same plane and perpendicular to each other. The feeding platform and X-direction feeding platform are arranged in T-shape. The NC system can control the flying cutting motion device to drive the flying cutter disc to rotate and cut the workpiece, and can control the low frequency vibration table to drive the low frequency vibration of the workpiece. The invention integrates ultra-precision flying-cutting and low-frequency shaking table processing technology, realizes the control of single rotary cutting depth of flying knife. In the flying knife X-axis and Y-axis feed processing micro-groove array, the change of single cutting depth can realize the processing of groove array of various micro-shapes; at the same time, it has the advantages of high efficiency and high quality in ultra-precision machining of micro-structure array.
【技术实现步骤摘要】
一种加工微结构阵列的超精密加工装置
本专利技术涉及超精密加工的
,特别是涉及一种加工微结构阵列的超精密加工装置。
技术介绍
微结构阵列表面在光学器件的光学性能以及机械连接件上广泛运用,微结构阵列的光学表面可以实现显示增亮,均匀发光照明,提高红外成像效果质量,光学衍射、反射以及滤镜等作用;此外,微结构表面在机械连接上可用于高精度接触面的动静密封,降低连接件之间的吸附力等功能。因此在照明、光通信、高端成像与显示、精密检测、海陆空目标探测等系统中都具有极其广泛的应用,遍布通信、制造、国家安全、科学研究等诸多领域。目前能够保证微结构阵列表面质量好,形貌精度高的加工方法主要是机械加工方法。由于单个微结构的尺寸在微纳米级且微结构阵列组成的多样化,机械加工微结构阵列对机床的精度以及自由度有较高的要求,整个机械装置也应该有很强的加工适应性。现有的用于机械加工微沟槽阵列的装置是超精密飞切加工装置,超精密飞切加工装置的运动部分主要由飞刀高速旋转轴、横向(X向)移动进给直线运动轴、轴向(Z向)直线移动轴组成。高速旋转轴带动飞刀盘旋转,同时沿横向(X向)进给,飞刀每旋转一周都有部分参与材料的切削,单次横向(X向)进给后完成一条微沟槽的加工;接着飞刀沿着轴向(Z向)进给一个相邻沟槽之间的距离,开始第二条沟槽的飞切加工,不断重复以上过程就能在工件表面加工出微沟槽阵列。飞切加工微沟槽时,飞刀在高速旋转轴带动下旋转。在飞刀横向(X向)进给过程中,工件材料与飞刀每一圈的轨迹相重合的部分都会被切除,微沟槽的横截面形状完全复制了刀尖的形状,每一条沟槽都是高速旋转的飞刀旋转分多次形成的。由 ...
【技术保护点】
1.一种加工微结构阵列的超精密加工装置,其特征在于:包括飞切运动装置、低频振动台和数控系统,所述飞切运动装置设置于X向进给平台上,所述低频振动台设置于Y向工作台上,所述Y向工作台竖直设置于Z向进给平台上,所述X向进给平台和所述Z向进给平台位于同一平面内且相互垂直,所述飞切运动装置和所述低频振动台均与所述数控系统连接,所述数控系统能够控制所述飞切运动装置带动飞刀盘旋转并切削工件且能够控制所述低频振动台带动所述工件低频振动。
【技术特征摘要】
1.一种加工微结构阵列的超精密加工装置,其特征在于:包括飞切运动装置、低频振动台和数控系统,所述飞切运动装置设置于X向进给平台上,所述低频振动台设置于Y向工作台上,所述Y向工作台竖直设置于Z向进给平台上,所述X向进给平台和所述Z向进给平台位于同一平面内且相互垂直,所述飞切运动装置和所述低频振动台均与所述数控系统连接,所述数控系统能够控制所述飞切运动装置带动飞刀盘旋转并切削工件且能够控制所述低频振动台带动所述工件低频振动。2.根据权利要求1所述的加工微结构阵列的超精密加工装置,其特征在于:所述飞切运动装置包括电机、主轴、支撑座和飞刀盘,所述电机与所述主轴的一端连接,所述主轴设置于所述支撑座上,所述主轴的另一端连接所述飞刀盘,所述飞刀盘上设置有金刚石刀具,所述支撑座与所述X向进给平台连接。3.根据权利要求2所述的加工微结构阵列的超精密加工装置,其特征在于:所述X向进给平台包括X轴滑轨和X轴滑块,所述X轴滑轨设置于机架上,所述X轴滑轨与所述X轴滑块相匹配,所述X轴滑块上设置有一连接板,所述支撑座位于所述连接板上且所述支撑座的两侧分别通过一压块固定于所述连接板上。4.根据权利要求2所述的加工微结构阵列的超...
【专利技术属性】
技术研发人员:周天丰,董晓彬,贺裕鹏,梁志强,刘志兵,焦黎,解丽静,王西彬,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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