本发明专利技术涉及一种利用抛光生成结构型表面的方法，用户通过在抛光仿真系统中设定抛光参数，并通过抛光仿真系统模拟抛光生成结构型表面，所述抛光参数包括：抛光策略、表面设计参数、加工参数、抛光头参数、工件材料以及抛光液的配比；所述抛光仿真系统包括：输入模块、基于模型的仿真系统以及输出模块。本发明专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法可处理含铁材料和难加工材料，具有生成更多不同结构型表面及纹理的能力，而这些表面纹理用其他加工方法不可能实现，使抛光过程更具可控性与可预测性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面处理，更具体地说，涉及。
技术介绍
随着技术的发展，表面处理的要求也越来越高。目前市场上越来越多的产品要求产品的表面在具有超光滑表面的同时也具有一定形状的结构。具有亚微米形状精度、纳米及埃米级表面光洁度的超高级表面质量的结构型表面的某些产品越来越受到更多用户的青睐。结构型表面可用于光学、生物医学、仿生学以及机电一体化等应用领域。目前，生成结构型表面的方法有快刀伺服(FTS :Fast Tool krvo)或慢刀伺服 (S3 =Slow Slide Servo)，以及微细铣削(Micro-Milling)等，但这些方法局限于加工非铁材料，如铜、铝等，或其他软质材料。抛光常用来控制表面光洁度，换言之，抛光的作用是获得超光滑表面。抛光技术可以终加工模具模芯用以去除前期加工痕迹，比如刀纹。但是现有技术对抛光过程的控制存在很多不确定性，仅用于表面处理，只能实现表面光洁度控制。现有的抛光技术无法使抛光过的表面同时具备结构型表面和超光滑镜面效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有技术对抛光过程的控制存在很多不确定性，仅用于表面处理，只能实现表面光洁度控制，而无法获得结构型表面的缺陷，提供。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造，用户通过在抛光仿真系统中设定抛光参数，并通过抛光仿真系统模拟抛光生成结构型表面，所述抛光参数包括抛光策略、表面设计参数、加工参数、抛光头参数、工件材料以及抛光液的配比；所述抛光仿真系统包括输入模块、基于模型的仿真系统以及输出模块。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述输入模块包括抛光策略设定单元、表面设计参数设定单元、加工参数设定单元、抛光头参数设定单元、工件材料以及抛光液的配比设定单元，用户通过输入模块的上述单元设定抛光参数。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述基于模型的仿真系统包括表面形貌生成模型，所述基于模型的仿真系统根据输入模块的输入信息和影响结构型表面的纹理生成的因素，计算并得出抛光轨迹以及抛光影响函数，并根据计算结果通过表面形貌生成模型仿真生成抛光工件的表面形貌。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述输出模块包括表面生成仿真信息输出单元和表面误差预报信息输出单元，根据基于模型的仿真系统的计算结果输出表面生成仿真信息和表面误差预报信息。3在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，影响结构型表面的纹理生成的因素包括抛光影响函数、抛光路径和策略规划。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述抛光策略包括光栅式抛光策略、螺旋式抛光策略、辐射式抛光策略以及随机式抛光策略。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述抛光策略任意多项规划和组合优化生成新的抛光策略。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，对于采用抛光磨头的机械抛光方法，根据Preston原则，其影响函数与抛光头施与工件表面的压力以及两者之间的相对速度的关系，可表示为Mp = k · Pp · Vp · td ；其中Mp是位置点P处的材料去除率，k是Preston系数，Pp是抛光压力，Vp是点P 处的相对速率，td是抛光驻留时间。在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述参数抛光压力P与抛光接触区的位置r的二维线性曲线形状与高斯(Gaussian)曲线相似，抛光压力曲线可表达为一个修正高斯方程(Modified Gaussian Function)f 1义、I γ — q尸(r) = aexp---。νJ在本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法中，所述参数r = IPOJ = Dtan(a ), c = 0, a = Pm是抛光接触区中心最大压力，即户(《)= Pm exp^(/)tan(a)/^j，所述参数α表示在接触区的位置；所述参数b和参数λ由抛光压力、抛光布材料决定。实施本专利技术的利用抛光生成结构型表面的方法，具有以下有益效果(1)本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法可处理含铁材料和难加工材料，如钛合金、工具钢等，以及其他脆性材料，如玻璃、陶瓷等；(2)本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法具有生成更多不同结构型表面及纹理的能力，而这些表面纹理用其他加工方法不可能实现；(3)本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法为生成不同的结构型表面提供更多解决办法；(4)本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法通过数学建摸与仿真来抛光生成结构型表面，使抛光过程更具可控性与可预测性。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1所示为抛光影响函数的一维线性视图；图加所示为通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例一的仿真结果示意图；图2b所示为图加所对应的影响函数示意图；图3a所示为通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例二的仿真结果示意图；图北所示为图3a所对应的影响函数示意图；图如通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例三的仿真结果示意图；图4b所示为图如所对应的影响函数示意图；图fe通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例四的仿真结果示意图；图恥所示为图fe所对应的影响函数示意图；图6a通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例五的仿真结果示意图；图6b所示为图6a所对应的影响函数示意图；图7a通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例六的仿真结果示意图；图7b所示为图7a所对应的影响函数示意图；图通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例七的仿真结果示意图；图8b所示为图8a所对应的影响函数示意图；图9a通过改变影响函数生成的计算机仿真结构型表面具体实施例八的仿真结果示意图；图9b所示为图9a所对应的影响函数示意图；图IOa所示为光栅式抛光策略示意图；图IOb所示为螺旋式抛光策略示意图；图IOc所示为辐射式抛光策略示意图；图IOd所示为随机式抛光策略示意图；图Ila所示为螺旋式抛光策略所生成的表面拓扑形貌示意图；图lib所示为水平光栅式抛光策略所生成的表面拓扑形貌示意图；图Ilc所示为十字光栅式抛光策略所生成的表面拓扑形貌示意图；图12a所示为单向光栅抛光的实测表面拓扑形貌示意图；图12b所示为单向光栅抛光的预测表面拓扑形貌示意图；图12c所示为交叉光栅抛光的实测表面拓扑形貌示意图；图12d所示为交叉光栅抛光的预测表面拓扑形貌示意图；图13所示为本专利技术的抛光仿真系统的逻辑关系结构示意图。具体实施例方式本专利技术通过数学建摸与仿真的方法来抛光生成结构型表面，使抛光过程更具可控性与可预测性。本专利技术所述的利用抛光生成结构型表面的方法为用户通过在抛光仿真系统中设定抛光参数，并通过抛光仿真系统模拟抛光生成结构型表面，抛光参数包括抛光策略、表面设计参数、加工参数、抛光头参数、工件材料以及抛光液的配比；如图13所示，抛光仿真系统包括输入模块、基于模型的仿真系统以及输出模块。输入模块包括抛光策略设定单元、表面设计参数设定单元、加工参数设定单元、 抛光头参数设定单元、工件材料以及抛光液配比的设定单元，用户通过输入模块的上述单元设定抛光参数。基于模型的仿真系统包括表面形貌生成模型，基于模型的仿真系统根据输入模块的输入信息和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张志辉，孔令豹，何丽婷，杜雪，李荣彬，
申请(专利权)人：香港理工大学，
类型：发明
国别省市：
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