【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面织构领域，具体涉及一种仿生织构的设计及制造方法。
技术介绍
1、在对仿生构型的研究中发现很多动物的表面并不是平整的而是有一些微结构，比如鲨鱼表皮、血蚶壳表以及蜈蚣体表等，这些微结构因其形状不同分别能够起到减粘、降阻以及耐磨等作用。因此，在如今很多工件的接触表面中，为了增加减少摩擦磨损、增加润滑剂的润滑效果等作用，通常会在表面加工出各种各样的微织构，如凹坑、凹槽等以及一些复合织构。
2、在现有技术中一般只通过模拟动物身上的微结构而完成仿生织构的设计，然后再使用激光、电火花以及光刻等加工技术在工件的表面加工出仿生织构，但是因为这些加工技术均只能加工出垂直于工件表面的仿生织构，而不能加工出有倾角、有斜度的仿生织构，从而造成设计和加工出的仿生织构形式较为单一，无法满足工件表面加工微织构的需要，因此具有局限性。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种仿生织构的设计及制造方法。
2、本专利技术提供了一种仿生织构的设计方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，模拟并提取生物身体上的微结构；步骤2，对微结构进行拟合得到仿生曲线；步骤3，根据仿生曲线的结构和加工刀具的参数设计工件表面上的仿生织构，并确定仿生织构的形状参数。
3、在本专利技术提供的仿生织构的设计方法中，还可以具有这样的特征：仿生曲线的结构为凹槽结构，加工刀具的参数包括切削刃的切削角度、刀尖直径以及刀体长度。
4、本专利技术还提供了一种
5、步骤s2，根据工件的尺寸设定仿生织构在x轴方向上的加工长度和在y轴上的加工宽度，且以加工刀具加工仿生织构所移动的方向设定为x轴的正方向和y轴的正方向，并通过公式(1)和公式(2)，确定仿生织构每个加工点的x轴坐标和y轴坐标，
6、
7、
8、式中：x为仿生织构每个加工点的横坐标、y1和y2分别为仿生织构中关于x轴对称的两个加工点的纵坐标、s为仿生织构相邻两个加工点之间的距离；
9、步骤s3，根据加工刀具切削刃的切削角度，并通过公式(3)设定仿生织构在z轴方向上的加工形状以及加工深度：
10、
11、式中：x为仿生织构每个加工点的横坐标、y为仿生织构中每个加工点的纵坐标、s为仿生织构相邻两个加工点之间的距离、a为加工刀具的刀尖直径、β为加工刀具切削刃的切削角度、h为加工刀具的刀体长度；
12、步骤s4，加工刀具以第一切入点为起始沿设定的x轴正方向，并根据设定的加工长度、加工宽度、加工深度以及加工形状在工件上加工仿生织构，当加工仿生织构的长度达到设定长度后，加工刀具沿y轴的正方向移动为第二切入点继续在工件上进行加工；
13、步骤s5，重复步骤s4的操作，直到工件上加工的仿生织构达到所设定的尺寸。
14、在本专利技术提供的仿生织构的制造方法中，还可以具有这样的特征：第一切入点的y轴坐标在工件的边界线上，第一切入点的x轴坐标与边界线的距离大于
15、在本专利技术提供的仿生织构的设计方法中，还可以具有这样的特征：加工刀具为具有主切削刃和副切削刃，且主切削刃切削角度小于副切削刃切削角度的刀具。
16、专利技术的作用与效果
17、根据本专利技术所涉及的仿生织构的设计方法，因为包括以下步骤：步骤1，模拟并提取生物身体上的微结构；步骤2，对微结构进行拟合得到仿生曲线；步骤3，根据仿生曲线的结构和加工刀具的参数设计工件表面上的仿生织构，并确定仿生织构的形状参数，所以本专利技术中仿生织构的设计方法具有以下优点：
18、因模拟并提取生物身体上的微结构，从而能够设计出形状不同且为凹槽结构的仿生结构，并且以仿生结构所拟合出的仿生曲线为基础结合加工刀具的参数不仅仅能够设计出垂直于工件表面的仿生织构，还能够设计出有倾角、有斜度的仿生织构。
19、本专利技术所涉及的仿生织构的制造方法，因包括以下步骤：步骤s1，在工件的加工表面上确定加工刀具的第一切入点，并以第一切入点为坐标原点在工件的加工表面上建立坐标轴；步骤s2，根据工件的尺寸设定仿生织构在x轴方向上的加工长度和在y轴上的加工宽度，且以加工刀具加工仿生织构所移动的方向设定为x轴的正方向和y轴的正方向，并确定仿生织构每个加工点的x轴坐标和y轴坐标；步骤s3，根据加工刀具切削刃的切削角度，并设定仿生织构在z轴方向上的加工形状以及加工深度：步骤s4，加工刀具以第一切入点为起始沿设定的x轴正方向，并根据设定的加工长度、加工宽度、加工深度以及加工形状在工件上加工仿生织构，当加工仿生织构的长度达到设定长度后，加工刀具沿y轴的正方向移动为第二切入点继续在工件上进行加工；步骤s5，重复步骤s4的操作，直到工件上加工的仿生织构达到所设定的尺寸，所以本专利技术中仿生织构的制造方法具有以下优点：
20、根据所设计出的形状不同且为凹槽结构的仿生结构，从而能够得到俯视形状为多边形且为凹槽结构的仿生结构，进而能够以较少的加工参数快速加工出多边形的仿生织构，使得能够节约加工的成本。并且能够通过调整加工刀具的安装角度以及加工刀具的形状，从而加工出所设计的有倾角、有斜度、复杂的仿生织构，满足设计要求。
21、综上，本专利技术不仅仅能够设计和加工出垂直于工件表面的仿生织构，还能够设计和加工出有倾角、有斜度的仿生织构，从而使设计和加工出仿生织构的形式较为多样，进而满足工件表面加工微织构的需要。
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1.一种仿生织构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿生织构的设计方法，其特征在于：
3.一种仿生织构的制造方法，适用于权利要求1～2任一项所设计出的所述仿生织构，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的仿生织构的制造方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的仿生织构的设计方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种仿生织构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的仿生织构的设计方法，其特征在于：
3.一种仿生织构的制造方法，适用于权利要求1～2任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：江小辉，叶文珺，丁子珊，郭维诚，郭淼现，鞠鹏飞，刘京周，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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