輥筒模具微結(jié)構(gòu)功能表面的加工實驗研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)功能表面是指具有特定功能的微小拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表面，在航空航天、能源、IT產(chǎn)業(yè)之中都有著廣泛的應(yīng)用，近年來，隨著大屏幕智能手機(jī)、大尺寸液晶顯示設(shè)備的高速發(fā)展，對各類微結(jié)構(gòu)光學(xué)膜片的需求量也在日益增加。Roll-to-Roll壓印技術(shù)是一種新興的微結(jié)構(gòu)復(fù)制成型技術(shù)，有著加工效率高、表面質(zhì)量好的優(yōu)點，適合于大批量、自動化的生產(chǎn)任務(wù)，被認(rèn)為是目前最具發(fā)展前景的大批量微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)。
　　Roll-to-Roll壓印技術(shù)的核心環(huán)節(jié)是帶有微結(jié)

2、構(gòu)表面的輥筒模具的加工，由于輥筒模具大尺寸、高精度、高表面質(zhì)量的需求，對超精密加工機(jī)床和加工工藝都有著非常高的要求。目前輥筒模具超精密車床及其超精密加工技術(shù)均被國外發(fā)達(dá)國家所壟斷，其機(jī)床售價動輒數(shù)千萬元，而國內(nèi)對該方向的研究尚處于起步階段。
　　本文基于課題組自主研制的國內(nèi)首臺大尺寸輥筒模具超精密車床，在輥筒模具上展開微結(jié)構(gòu)表面加工技術(shù)的研究，探究不同工藝參數(shù)對輥筒模具表面質(zhì)量的影響，目的是加工出高質(zhì)量的微結(jié)構(gòu)功能表面并用于壓印實

3、驗之中。
　　為了得到較好的加工質(zhì)量，輥筒模具超精密車床應(yīng)具有良好的靜、動態(tài)特性，因此，本文首先利用UMAC自帶的PID算法對輥筒模具超精密車床進(jìn)行調(diào)試。并根據(jù)機(jī)床調(diào)制過程中得到的直線軸振動信號，考慮刀具運動軌跡以及材料塑性流變現(xiàn)象的影響，在MATLAB中建立輥筒模具表面微觀形貌的仿真預(yù)測模型，通過仿真分析不同切削參數(shù)對模具表面質(zhì)量的影響規(guī)律，為下一步展開實驗研究提供指導(dǎo)。
　　其次，對微結(jié)構(gòu)表面毛刺的形成過程進(jìn)行分析，建立

4、 V型槽槽頂毛刺高度的理論模型，并通過切削實驗分析影響毛刺形成的主要因素，以便于選取合適的工藝參數(shù)以減少微結(jié)構(gòu)表面毛刺的形成。
　　最后，針對微結(jié)構(gòu)表面加工中常用的仿形法與軌跡法兩種加工方式，研究不同加工條件對微結(jié)構(gòu)表面加工質(zhì)量的影響規(guī)律，選取合適的加工工藝以加工出毛刺少、表面質(zhì)量高的輥筒模具 V型槽陣列，并利用該模具進(jìn)行壓印實驗，壓印出具有V型槽陣列的高分子膜片。模具及高分子膜片的檢測結(jié)果驗證了課題組自主研制的輥筒模具超精密車床