[發明專利]一種電子束表面微造型的動態加工方法

有效

• 申請號: 201310041090.4
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103084726A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王西昌;鞏水利;許恒棟;毛智勇;左從進
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: B23K15/06
• 分類號: B23K15/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

1.一種電子束表面微造型的動態加工方法，該方法是利用小功率、高品質電子束，通過電磁場控制進行掃描，按一定的掃描軌跡(1)作用于金屬表面，產生幾微米到幾百微米的微小突起，所述掃描軌跡(1)的排列方式為常規陣列或交錯陣列，常規陣列是矩陣陣列的排列方式，相鄰兩行掃描軌跡(1)之間的行間距相等，相鄰兩列掃描軌跡(1)之間的列間距相等；交錯陣列是在常規陣列基礎上，插入掃描軌跡(1)，插入的每一個掃描軌跡(1)位于常規陣列相鄰兩行和相鄰兩列掃描軌跡(1)中間，其特征在于：該方法依據掃描軌跡(1)的兩種排列方式分別如下：

1.1當掃描軌跡(1)的排列方式為常規陣列時，該方法的步驟為：

1.1.1準備電子束加工設備，該設備需滿足：電子束功率為10～1000W，束流直徑為0.3～0.7mm，電子束的掃描速度為0.1～5m/s，工作臺可由電機驅動實現橫向移動，移動精度為0.1mm/s，將工件放置于工作臺上；

1.1.2用繪圖軟件編輯常規陣列，選取常規陣列的首列為常規掃描單元(2)，將常規掃描單元(2)上傳到電子束加工設備的控制系統中；

1.1.3啟動電子束加工設備，按常規掃描單元(2)的軌跡在工件表面待加工區的一端開始掃描，同時工作臺橫向移動，使電子束的掃描移向工件表面待加工區的另一端，電子束掃描速度u和工作臺移動速度v應滿足以下關系式

u/v=L/x

其中：L為常規掃描單元(2)的長度，x為工件表面加工后相鄰兩列微小突起之間的距離；

1.2當掃描軌跡(1)的排列方式為交錯陣列時，該方法的步驟為：

1.2.1準備電子束加工設備，該設備需滿足：電子束功率為10～1000W，束流直徑為0.3～0.7mm，電子束的掃描速度為0.1～5m/s，工作臺可由電機驅動實現橫向移動，移動精度為0.1mm/s，將工件放置于工作臺上；

1.2.2用繪圖軟件編輯交錯陣列，該交錯陣列相鄰兩列之間的距離d應滿足以下關系式

d<0.5x

其中：x為工件表面加工后相鄰兩列微小突起之間的距離；

1.2.3選取交錯陣列前端N列為交錯掃描單元(3)，其中，N>1，N的取值為可通過平移復制形成該交錯陣列的列數的最小值，將交錯掃描單元(3)上傳到電子束加工設備的控制系統中；

1.2.4啟動電子束加工設備，按交錯掃描單元(3)的軌跡在工件表面待加工區的一端開始掃描，同時工作臺橫向移動，使電子束的掃描移向工件表面待加工區的另一端，電子束掃描速度u和工作臺移動速度v應滿足以下關系式

u/v=L/x

式中：L為交錯掃描單元(3)每一列的長度，x為工件表面加工后相鄰兩列微小突起之間的距離。

2.根據權利要求1所述的電子束表面微造型的動態加工方法，其特征在于：所述掃描軌跡(1)是等長線段的組合，該等長線段向中心匯集。

3.根據權利要求1所述的電子束表面微造型的動態加工方法，其特征在于：所述掃描軌跡(1)是阿基米德螺線、三角函數曲線或同心圓曲線中的一種或幾種組合而成。