[发明专利]金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床及加工方法

说明书

本发明公开了一种金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床，包括飞刀铣削主轴、飞刀盘、刀杆、飞刀、往复振动子进给箱、子刀座、子进给刀杆和划切刀，飞刀铣削主轴安装在一主轴箱上，飞刀盘固定连接在飞刀铣削主轴上，刀杆连接在飞刀盘上，飞刀连接在刀杆上，往复振动子进给箱安装在主轴箱上，子刀座安装在往复振动子进给箱上，子进给刀杆安装在子刀座上，划切刀连接在子进给刀杆上，与飞刀和划切刀对应的加工位置设置回转工作台。本发明还公开了金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床的加工方法。本发明的机床具备飞刀铣削和划切刀划切两种加工方式，且铣削和划切两种工艺同时、同位进行，能够有效去除加工表面的残留刀痕，保证加工表面的质量。

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，特别是涉及一种金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床及加工方法。

背景技术

金字塔型微结构具有微米级面形精度和纳米级的表面粗糙度，解决了单颗LED灯所存在的发光角度小、发光强度分散的问题，因此，需求量逐年增加。

由于金字塔型微结构的表面结构复杂(如图1所示)，金字塔型微结构通常采用超精密金刚石飞刀铣削加工技术进行制造。但应用此种加工方法时，由于存在空切行程，使得加工表面残留周期性的弧形刀痕。这些周期性刀痕使光路发生了转变，产生色散，降低了光的能量，且由于刀痕呈周期性，使光产生了强烈的衍射现象。严重制约了金字塔阵列微结构在光学领域的应用。由于结构的特殊性，传统的磨削、抛光技术无法将磨头进入沟槽中。虽然理论上可采用光刻的方式去除刀痕，但光刻的加工方式作为飞刀铣削的后续工艺，需要耗费大量的时间和成本。

综上所述，如何提供一种能去除金字塔型微结构表面的残留刀痕、保证加工表面的质量的微结构加工机床成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床及加工方法，以解决上述现有技术存在的问题，使金字塔型微结构表面不存在残留刀痕，保证了加工表面的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种金字塔型微结构飞刀铣削和划切复合机床，包括飞刀铣削主轴、飞刀盘、刀杆、飞刀、往复振动子进给箱、子刀座、子进给刀杆和划切刀，所述飞刀铣削主轴安装在一主轴箱上，所述飞刀盘固定连接在所述飞刀铣削主轴上，所述刀杆连接在所述飞刀盘上，所述飞刀连接在所述刀杆上，所述往复振动子进给箱安装在所述主轴箱上，所述子刀座安装在所述往复振动子进给箱上，所述子进给刀杆安装在所述子刀座上，所述划切刀固定连接在所述子进给刀杆上，与所述飞刀和所述划切刀对应的加工位置设置有回转工作台。

优选地，所述回转工作台转动连接在一Z向滑台的上表面，所述Z向滑台的下表面设置有滑槽，所述滑槽滑动连接在一Z向导轨上。

优选地，所述主轴箱固定连接在一X向滑台的上表面，所述X向滑台的下表面设置有滑槽，所述滑槽滑动连接在一X向导轨上。

优选地，所述X向导轨和所述Z向导轨均为气浮导轨。

优选地，所述飞刀盘外缘设置有刀杆口，所述刀杆插入所述刀杆口内，所述刀杆通过螺栓紧固在所述刀杆口内。

优选地，所述飞刀盘采用螺栓固定在所述飞刀铣削主轴上。

优选地，所述飞刀焊接在所述刀杆上，所述划切刀焊接在所述子进给刀杆上。

优选地，所述飞刀铣削主轴为空气静压轴承支撑的主轴。

一种金字塔型微结构的加工方法，包括以下步骤：

1)将金字塔型微结构工件放置在所述回转工作台中心，采用压板固定的方式对所述金字塔型微结构工件进行紧固，调整所述回转工作台的位置，使所述金字塔型微结构工件位于所述飞刀盘的正下方；