[發(fā)明專利]高效精密切削微細(xì)結(jié)構(gòu)的多刀機(jī)構(gòu)與使用方法及使用方法

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• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110434403A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許明旗;楊光;皮鈞;黃志鵬;黃志江
• 申請（專利權(quán)）人: 福建夜光達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號: B23D79/00
• 分類號: B23D79/00;B23Q1/25
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本發(fā)明屬于精密切削加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了高效精密切削微細(xì)結(jié)構(gòu)的多刀機(jī)構(gòu)與使用方法，包括刀具組件和工件組件，所述刀具組件包括第一刀座、刀具安裝基座、以及固定于刀具安裝基座上的切削刀頭，所述第一刀座固定于雕刻機(jī)床的進(jìn)刀導(dǎo)軌上，所述刀具安裝基座共設(shè)有兩個(gè)；所述工件組件包括工件驅(qū)動(dòng)裝置、以及安裝于工件驅(qū)動(dòng)裝置上的工件卡座；所述工件驅(qū)動(dòng)裝置包括直線驅(qū)動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明采用聯(lián)排式的多刀結(jié)構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)了多個(gè)刀頭的同時(shí)切削，從而達(dá)到提高切削效率的目的，并且相對于傳統(tǒng)的單頭切削而言，該機(jī)構(gòu)在切削過程中可適用于較大的工件或模塊，從而達(dá)到減少工件或模塊拼接次數(shù)的效果，以有效保證最終成品的品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密切削加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高效精密切削微細(xì)結(jié)構(gòu)的多刀機(jī)構(gòu)與使用方法及使用方法。

背景技術(shù)

所謂精密切削加工，是指加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到極高程度的加工工藝，現(xiàn)有技術(shù)中最為成熟的精密加工為光刻技術(shù)，然而光刻設(shè)備的價(jià)格高昂，導(dǎo)致相應(yīng)工件的加工成本也較高。

以微棱鏡反光陣列的精密加工為例，現(xiàn)有加工方式主要包括銷釘集束法、疊片法、V形槽切削法；（1）銷釘集束法：取兩端均是等邊三角形的三棱柱，在三棱柱的前端切削成三棱錐，并將它們拼接起來形成棱鏡陣列；優(yōu)點(diǎn)是可以靈活控制三棱柱前端三棱錐的形于制造較大的棱鏡陣列狀，便于制作各種不同樣式的棱鏡陣列；缺點(diǎn)是難以制作微小結(jié)構(gòu)的棱鏡，銷釘集束法適于制造較大的棱鏡陣列；（2）疊片法：將相互平行的多個(gè)平板重疊起來，沿垂直于平板的方向等間隔地切削出V 形槽，使平板形成等間距的頂部和底部，拼接時(shí)使平板上的頂部與另一個(gè)相鄰平板的底部共線，經(jīng)過連續(xù)地拼接后形成棱鏡反光陣列；優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)角度變化的空間較大，生產(chǎn)率高；缺點(diǎn)是材料性能要求較高，否則在加工時(shí)容易出現(xiàn)翹曲變形；（3）V形槽切削法：在金屬等平板的表面上從三個(gè)互成60°方向切削出 V 形槽，從而形成棱鏡陣列；優(yōu)點(diǎn)是加工方式簡單，可有效實(shí)現(xiàn)微型棱鏡的制作。

針對上述V形槽切削法，國際上的許多研究機(jī)構(gòu)先后使用了精密飛切、精密刨削等技術(shù)對微棱鏡進(jìn)行加工嘗試；

但是，現(xiàn)有的飛切和刨削均采用單顆刀具作業(yè)的方法，由于微細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸和切削方法導(dǎo)致刀具易磨損，而刀具磨損在加工過程中無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則會(huì)引起廢品的產(chǎn)生；刀具磨損帶來的另一個(gè)問題是不能切削大塊模具，而小塊模具會(huì)增加后續(xù)工作中模具的拼接次數(shù)，拼接次數(shù)增加又會(huì)極大影響產(chǎn)品質(zhì)量；因此為降低模具加工的廢品率、提高最終產(chǎn)品品質(zhì)，在不換刀的情況下，能夠切削大塊原始模具，對于精密微細(xì)切削是至關(guān)重要的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了高效精密切削微細(xì)結(jié)構(gòu)的多刀機(jī)構(gòu)與使用方法及使用方法，具體利用聯(lián)排多刀的結(jié)構(gòu)、以及工件移動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)微細(xì)結(jié)構(gòu)的疊加切削，以達(dá)到高效、高質(zhì)的精密微細(xì)切削效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

1、高效精密切削微細(xì)結(jié)構(gòu)的多刀機(jī)構(gòu)與使用方法，包括刀具組件和工件組件，所述刀具組件包括第一刀座、刀具安裝基座、以及固定于刀具安裝基座上的切削刀頭，所述第一刀座固定于雕刻機(jī)床的進(jìn)刀導(dǎo)軌上，所述刀具安裝基座共設(shè)有兩個(gè)，且兩個(gè)刀具安裝基座均固定于第一刀座的底端；

所述刀具組件還包括第二刀座，所述第二刀座焊接于第一刀座的前表壁上，且第二刀座的結(jié)構(gòu)與第一刀座結(jié)構(gòu)相同；

所述工件組件包括工件驅(qū)動(dòng)裝置、以及安裝于工件驅(qū)動(dòng)裝置上的工件卡座，所述工件卡座的內(nèi)部卡合連接有工件，所述工件的頂面高于工件卡座的頂面，且工件的頂面與切削刀頭接觸；

所述工件驅(qū)動(dòng)裝置包括直線驅(qū)動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置包括滑軌和直線電機(jī)，且直線電機(jī)套設(shè)于滑軌上；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括水平轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)通過螺栓固定于直線電機(jī)的頂端，所述水平轉(zhuǎn)臺固定于轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的頂端，且水平轉(zhuǎn)臺與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述工件卡座焊接于水平轉(zhuǎn)臺的中心位置處。