本发明涉及表面微加工技术领域，特别是涉及一种适合于曲面的均匀激光微造型方法。
背景技术：
激光器自20世纪发明以来，激光技术在材料加工、表面处理等方面的应用得到了迅速的发展。激光表面微造型技术是利用激光束与物质相互作用的特性，在物体表面加工出微米纳米级的微细形貌和图案来达到改善物体表面性质的目的，可用于耐腐、耐磨、强化等方面。
在探究不同微造型形貌对物体表面性质影响的过程中，发现激光微造型形貌对于物体表面性能有着巨大的影响，因此在实际生产过程中，对于物体表面内凹的微造型形貌的加工就尤为关键。现有技术中，申请号为cn106925894a专利，公开了一种对轴承表面激光微造型技术，该技术能加工出排列整齐均匀的微造型，但对零件表面进行了全覆盖微造型处理，该加工方法并不适用于所有曲面零件；申请号为201310013111.1专利，公开了一种对曲面凸轮表面微造型的方法，该专利并没有详细说明微造型形貌及微造型的具体加工过程。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种适合于曲面的均匀激光微造型方法，该方法用于不同曲面的表面加工，且所加工微造型的形状、微凹坑分布和占有率、微凹坑直径和深度可控，微造型中微凹坑大小均匀排列整齐。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适合于曲面的均匀激光微造型方法，包括以下步骤：
s1、将待处理零件浸入乙醇溶液中，放入超声波清洗机中进行清洗，再将待处理零件的加工表面使用2000#、3000#的砂纸进行打磨，清除表面杂质；
s2、根据所需微造型形状、微凹坑分布及微凹坑占有率，考虑激光打标机的扫描轨迹，并且绘制相应图形；
s3、将待处理零件固定在激光打标机旋转台上，定位夹紧，没有偏移角度，且所述旋转台上只具有一个旋转自由度；
s4、根据所需微凹坑的直径和深度，调节激光打标机的加工工艺参数，对曲面零件进行加工。
作为优选方案，所述步骤s2中的微造型为多个直径30um-80um的微凹坑组成，所述微凹坑的深度为10-30um，且所述微凹坑按间距0-50um均匀分布。
作为优选方案，所述步骤s2中绘制相应图形为在激光打标机自带软件中进行编辑或在cad软件编辑后进行导入。
作为优选方案，所述步骤s2中激光打标机扫描轨迹，激光打标机雕刻微凹坑顺序与激光打标机软件中微凹坑编辑顺序一致。
作为优选方案，所述步骤s2中所述的微造型占有率计算公式为：
其中n为微凹坑数量；r为微凹坑半径；s为单个微造型面积；r为曲面零件半径；l为曲面宽度。
作为优选方案，所述步骤s4中的工艺参数包括功率、频率、扫描速度、波长和光斑直径。
作为优选方案，所述波长为1064nm，激光输出功率为20w。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明可实现不同形貌的图形在曲面零件表面进行微造型加工；
(2)本发明可实现微造
型中微凹坑的直径、深度、间距可控；
(3)本发明可实现微造型中微凹坑大小均匀、排列整齐，间距保持一致；
(4)本发明运用广泛，适用于各类曲面零件的表面微造型加工，同时，该方法也适用于部分平面零件表面的加工。
附图说明
图1是本发明实施例提供的适合于曲面的均匀激光微造型方法的流程图；
图2是本发明实施例的零件加工表面图；
图3是本发明实施例的零件加工表面的一种宏观图；
图4是本发明实施例的零件加工表面的另一种宏观图；
图5是本发明实施例的零件加工表面的另一种宏观图；
图6是本发明实施例的零件加工表面的另一种宏观图；
图7是本发明实施例的零件加工表面微观图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明优选实施例中一种适合于曲面的均匀激光微造型方法，包括以下步骤：
s1、将待处理零件浸入乙醇溶液中，放入超声波清洗机中进行清洗，再将待处理零件的加工表面使用2000#、3000#的砂纸进行打磨，清除表面杂质；
s2、根据所需微造型形状、微凹坑分布及微凹坑占有率，考虑激光打标机的扫描轨迹，并且绘制相应图形；
具体的，本实施例编辑出直径为50um，两圆心间距为50um的微圆组成的长2mm，宽1mm的矩形微造型，微造型占有率为8％，根据占有率公式，曲面共需要矩形53个，如图2所示；
s3、将待处理零件固定在激光打标机旋转台上，定位夹紧，没有偏移角度，且所述旋转台上只具有一个旋转自由度；
s4、根据所需微凹坑的直径和深度，调节激光打标机的加工工艺参数，对曲面零件进行加工；
s5、将加工完零件浸入乙醇溶液中，放入超声波清洗机中进行清洗；
s6、参见图7，通过三维形貌仪对加工面进行观察，测量微凹坑直径为50um，深度为10um，观察微造型形貌，确保得到微凹坑排列整齐，尺寸均匀。
本发明优选实施例中，所述步骤s2中绘制相应图形为在激光打标机自带软件中进行编辑或在cad软件编辑后进行导入。
本发明优选实施例中，所述步骤s2中激光打标机扫描轨迹，激光打标机雕刻微凹坑顺序与激光打标机软件中微凹坑编辑顺序一致。
本发明优选实施例中，所述步骤s2中所述的微造型占有率计算公式为：
其中n为微凹坑数量；r为微凹坑半径；s为单个微造型面积；r为曲面零件半径；l为曲面宽度。
本发明优选实施例中，所述步骤s4中的工艺参数包括功率、频率、扫描速度和波长。
本发明优选实施例中，所述波长为1064nm，激光输出功率为20w。
参见图2～6；本发明优选实施例可实现不同形貌的图形在曲面零件表面进行微造型加工；可实现微造型中微凹坑的直径、深度、间距可控；可实现微造型中微凹坑大小均匀、排列整齐，间距保持一致；运用广泛，适用于各类曲面零件的表面微造型加工，同时，该方法也适用于部分平面零件表面的加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
1.一种适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、将待处理零件浸入乙醇溶液中，放入超声波清洗机中进行清洗，再将待处理零件的加工表面使用2000#、3000#的砂纸进行打磨，清除表面杂质；
s2、根据所需微造型形状、微凹坑分布及微凹坑占有率，考虑激光打标机的扫描轨迹，并且绘制相应图形；
s3、将待处理零件固定在激光打标机旋转台上，定位夹紧，没有偏移角度，且所述旋转台上只具有一个旋转自由度；
s4、根据所需微凹坑的直径和深度，调节激光打标机的加工工艺参数，对曲面零件进行加工。
2.如权利要求1所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述步骤s2中的微造型为多个直径30um-80um的微凹坑组成，所述微凹坑的深度为10-30um，且所述微凹坑按间距0-50um均匀分布。
3.如权利要求1所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述步骤s2中绘制相应图形为在激光打标机自带软件中进行编辑或在cad软件编辑后进行导入。
4.如权利要求1所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述步骤s2中激光打标机扫描轨迹，激光打标机雕刻微凹坑顺序与激光打标机软件中微凹坑编辑顺序一致。
5.如权利要求1所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述步骤s2中所述的微造型占有率计算公式为：
其中n为微凹坑数量；r为微凹坑半径；s为单个微造型面积；r为曲面零件半径；l为曲面宽度。
6.如权利要求1所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述步骤s4中的工艺参数包括功率、频率、扫描速度、波长和光斑直径。
7.如权利要求6所述的适合于曲面的均匀激光微造型方法，其特征在于:所述波长为1064nm，激光输出功率为20w。
技术总结