高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种高深宽比表面微结构的倒退式振动切削微结构加工方法及系统，其中的方法包括：基于加工微结构的刀具的顶点建立直角坐标系；基于预设的刀具运行轨迹，在直角坐标系内求取与刀具运行轨迹相对应的刀具运行参数信息；基于刀具运行参数信息及外部驱动装置，通过运行方式为倒退式进给的刀具对加工工件的表面进行高深宽比的微结构加工。利用上述发明专利技术能够提高微结构的加工质量及效率，降低成本且易于设计结构参数。本且易于设计结构参数。本且易于设计结构参数。

【技术实现步骤摘要】
高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法及系统


[0001]本专利技术涉及加工制造
，更为具体地，涉及一种高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法及系统。

技术介绍

[0002]近几十年来，随着社会的进步及发展，具有复杂表面微结构的结构件在多个领域得到了广泛应用，如：生物工程、集水、液滴发电等领域，而表面微结构制造技术是这些领域研究及应用的一个基础。
[0003]目前，常用的表面微结构制造方法主要有：光刻加工、激光加工和电火花加工等等。这些方法各有优缺点，都有各自的适用条件；其中，光刻加工适合在半导体材料表面制备高深宽比的微结构，但其效率低，且制造过程中会消耗光刻胶及产生有害物质，污染环境。激光加工虽然效率高，但受限于对应的光学系统，制造表面高深宽比微结构较难，且加工表面质量较差。此外，电火花加工只适合导电材料加工，且其效率较低，适用范围受限。
[0004]可知，目前对于高深宽比表面微结构的制造仍然没有高效灵活的技术解决方案。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种高深宽比表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法，其特征在于，包括：基于加工微结构的刀具的顶点建立直角坐标系；基于预设的刀具运行轨迹，在所述直角坐标系内求取与所述刀具运行轨迹相对应的刀具运行参数信息；基于所述刀具运行参数信息及外部驱动装置，通过运行方式为倒退式进给的刀具对加工工件的表面进行高深宽比的微结构加工。2.如权利要求1所述的高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法，其特征在于，所述刀具的刀具运行轨迹包括椭圆形、矩形或者三角形。3.如权利要求2所述的高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法，其特征在于，当所述刀具运行轨迹为椭圆形，且所述外部驱动装置为双压电堆栈驱动时，所述刀具运行轨迹的表达式为：其中，U
L
和φ
L
分别表示所述双压电堆栈驱动在X轴方向上的输入电压及相位角，U
R
和φ
R
分别表示所述双压电堆栈驱动在Y轴方向上的输入电压及相位角，x，y分别表示所述椭圆形的刀具运行参数，X和Y分别表示所述刀具在X轴和Y轴方向上的正弦位移幅值，表示所述刀具在X轴方向上的相位角，表示所述刀具在Y轴方向上的相位角，A
xL
、A
xR
、A
yL
、A
yR
分别表示所述双压电堆栈驱动的输出振动与输入电信号之间的振幅传递系数，δ
xL
、δ
yL
、δ
yR
、δ
xR
分别表示与A
xL
、A
xR
、A
yL
、A
yR
相对应的输出振动与输入电信号之间的相位差。4.如权利要求2所述的高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法，其特征在于，包括基于所述刀具运行参数信息，确定所述外部驱动装置的输入参数，并基于所述输入参数对所述加工工件的表面进行微结构加工；其中，所述基于所述刀具运行参数信息，确定所述外部驱动装置的输入参数的过程，包括：基于所述刀具运行参数信息，确定所述外部驱动装置的输出参数；基于所述输出参数，确定所述外部驱动装置的输入参数。5.如权利要求4所述的高深宽比表面微结构的倒退式振动切削加工方法，其特征在于，所述外部驱动装置的输出参数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健健，冯平法，李志伟，张建富，郁鼎文，吴志军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：