[實用新型]輥筒模具表面微結構的加工裝置

有效

• 申請號: 201721129201.7
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN207155234U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 張金鵬;常雪峰;謝丹;舒霞云;劉堅
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: B23P23/04
• 分類號: B23P23/04;B23P9/04;B23P15/24
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙)35221
• 代理人: 麻艷

技術領域

本實用新型涉及在輥筒模具表面形成凹凸微結構陣列制作的技術領域，尤其涉及一種用于顯示屏光學薄膜或導光板制造所使用輥筒模具的微結構表面實施既定的精密成形和加工的輥筒模具加工裝置。

背景技術

光學薄膜廣泛應用在手機、掌上電腦及筆記本電腦等平板顯示領域，其表面通常具有海量的精密微結構。采用輥筒模壓將輥模表面的微結構直接轉印到光學薄膜上，是光學薄膜大批量高效生產的唯一手段。另外，在大型平板顯示器中所用的導光板，其表面的自由曲面微結構，同樣精度要求很高，并且尺寸又大，采用加工模芯然后注塑的方式已經不能滿足生產要求，采用超精密輥筒軋制，則是解決這一問題的有效方案。

由上可知，加工具有良好面形精度和表面質量的輥筒模具，是實現光學薄膜輥筒模壓制造和導光板輥筒軋制生產的關鍵。

超精密車削加工是在材料表面加工微結構的主要方法之一，博士論文：面向微結構陣列的超精密切削加工與測量關鍵技術研究以及CN200810090587.4輥表面加工方法及裝置，均公開了采用切削加工技術在輥筒表面加工微結構的方法。但是，車削加工方法存在下述問題：隨著加工面積的增大，特別是大尺寸工件的加工時間超過刀具壽命極限時，加工過程中不可避免地出現刀具磨損的問題，導致輥筒模具表面加工質量變差，甚至導致加工失效。

平面微透鏡陣列結構的加工還常采用壓痕制造方法，CN201610121288.7即公開了“一種具有微透鏡或微透鏡陣列結構的表面的壓痕制造方法”，該壓痕制造方法是利用微鍛靜壓成形技術加工出微透鏡陣列結構。然而，微鍛靜壓成形并不能使材料均勻性的塑性變形，此加工的微結構形狀誤差較大，需要進行誤差補償，因此在加工過程中，需要檢測該誤差，并根據該誤差制作修整壓頭，再次對微結構進行壓痕成形，增加制造步驟及制造成本。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種輥筒模具表面微結構的加工裝置，可以有效減少加工過程中的刀具磨損，滿足所需面形精度及表面質量。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是：

一種輥筒模具表面微結構的加工裝置，包括X移動平臺、Y移動平臺、底座、用以夾持該輥筒模具并可帶動該輥筒模具旋轉的工件夾持與旋轉裝置及高頻振動微鍛裝置；該X移動平臺安裝于底座的導軌上，該Y移動平臺安裝于X移動平臺上；該工件夾持與旋轉裝置安裝在底座上；該高頻振動微鍛裝置包括壓頭及可帶動該壓頭振動的高頻振動發生器，該高頻振動微鍛裝置安裝在所述Y移動平臺上。

優選地，進一步包括可對輥筒模具進行加熱的加熱裝置。

優選地，所述的加熱裝置設置于所述輥筒模具外部或者內部。

優選地，所述的加熱裝置為設置于所述輥筒模具外部的激光輔助加熱裝置，其安裝于所述的Y移動平臺上，其設有加熱頭正對所述壓頭的上方。

優選地，所述的加熱裝置為設置于所述輥筒模具內部的線圈感應加熱裝置。

優選地，所述的高頻振動發生器為壓電陶瓷超聲振動發生器，所述高頻振動微鍛裝置進一步包括變幅桿以及固定裝置，該固定裝置安裝于Y移動平臺上，該壓電陶瓷超聲振動發生器及變幅桿安裝于固定裝置上，該壓頭安裝在所述變幅桿的前端。

優選地，所述的工件夾持與旋轉裝置包括支座、主軸箱、電機、三爪卡盤、頂尖、尾架及尾座；該支座安裝于所述的底座上；所述主軸箱安裝于支座上；所述電機安裝于主軸箱上；所述三爪卡盤安裝于電機上；所述尾座安裝于底座上；所述尾架安裝于尾座上；所述頂尖安裝于尾架上。

優選地，進一步包括刀架，該刀架上安裝有用于對輥筒模具表面進行加工的車削刀具。

優選地，所述的刀架安裝在所述Y移動平臺上或者安裝在所述高頻振動發生器上。

優選地，所述的刀架通過XY移動平臺安裝于所述工件夾持與旋轉裝置相對于所述高頻振動微鍛裝置的另一側；或者所述的刀架受一第二高頻振動發生器帶動，并通過XY移動平臺安裝于所述工件夾持與旋轉裝置相對于所述高頻振動微鍛裝置的另一側。

采用上述方案后，本實用新型具有如下優點：

1．本實用新型以高頻振動微鍛裝置對輥筒模具表面進行微結構加工，與超精密金剛石車削相比，微鍛壓頭耐磨性能更好，使用壽命更長。

2．本實用新型設置的高頻振動微鍛裝置包括有高頻振動發生器，采用的是高頻振動微鍛技術，與微鍛靜壓成形相比，本實用新型利用振動沖擊，使材料表面緩慢、逐步發生變形，能夠改善亞表層材料塑性變形的均勻性，從而降低了微結構單元的形狀誤差，無需進行誤差檢測及補償步驟。