[发明专利]一种使用微粒刀进行微加工的切削工艺

权利要求书

1.一种使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：该切削工艺中所使用的微粒刀包括有刀本体和刀头，所述刀头设计成一个凸尖形状，它外凸地设置于所述刀本体的外表面上，所述刀头的几何尺寸为10nm～1mm，所述的刀本体内还设置有能使所述的刀头始终朝下偏转的配重块；并且，所述微粒刀的外径与一环形流的内径相适配，所述环形流由一底部带有喷射口的微射流喷头形成，该微射流喷头内具有与提供喷射液体的液压装置的出液管路相连通的喷射腔；还配置有切削工艺所需的视觉放大系统；所述的切削工艺具体包含如下步骤：

①先将待加工工件固定在位于所述微射流喷头下方的工作台上；

②将所述微粒刀放置于所述的待加工件上；

③调节所述液压装置，将所述环形流的压力、速度、流量以及所述微射流喷头至加工面之间的距离分别调节至与待加工件相适配的所需数值上；

④接着，开启所述的视觉放大系统；

⑤在上述视觉放大系统的导引下，移动所述微射流喷头，直至所述微射流喷头的喷射口对准所述微粒刀；

⑥开启所述液压装置中的阀门，所述微射流喷头中喷出环形流，所述的微粒刀位于该环形流内，并被该环形流所捕获；

⑦移动所述微射流喷头，使所述微粒刀移动到待加工件的待加工位置，并找正待切削部位；

⑧控制所述工作台与微粒刀之间的相对直线移动，使待工加件与微粒刀之间按设计要求的轨迹进行运动，刀头朝下的上述微粒刀切削待加工件，直至完成预定形状的加工。

2.根据权利要求1所述的使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：在上述第⑧步骤中，所述的工作台按需进行直线移动，而所述的微射流喷头固定不动。

3.根据权利要求1所述的使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：在上述第⑧步骤中，所述的工作台固定不动，而所述的微射流喷头按需进行直线移动。

4.根据权利要求1所述的使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：在上述第⑧步骤中，所述的工作台和微射流喷头同时按需进行沿相反方向的直线移动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：所述的微射流喷头包括有喷座和喷嘴，所述喷座开设有沿轴向贯穿的通孔，所述喷嘴连接于所述喷座的底部，所述喷嘴在对应所述通孔的位置开设有多个沿周向呈环形分布的喷射小孔，该多个喷射小孔形成了所述的喷射口。

6.一种使用微粒刀进行微加工的切削工艺，其特征在于：该切削工艺中所使用的微粒刀包括有刀本体和刀头，所述刀头设计成一个凸尖形状，它外凸地设置于所述刀本体的外表面上，所述刀头的几何尺寸为10nm～1mm；并且，所述微粒刀的外径与一环形流的内径相适配，所述环形流由一底部带有喷射口的微射流喷头形成，该微射流喷头内具有与提供喷射液体的液压装置的出液管路相连接的喷射腔；还配置有切削工艺所需的视觉放大系统；所述的切削工艺具体包含如下步骤：

①先将待加工工件固定在位于所述微射流喷头下方的工作台上；

②将所述微粒刀放置于所述的待加工件上；

③调节所述液压装置，将所述环形流的压力、速度、流量以及所述微射流喷头至加工面之间的距离分别调节至与待加工件相适配的所需数值上；

④接着，开启所述的视觉放大系统；

⑤在上述视觉放大系统的导引下，移动所述微射流喷头，直至所述微射流喷头的喷射口对准所述微粒刀；

⑥开启所述液压装置中的阀门，所述微射流喷头中喷出环形流，所述的微粒刀位于该环形流内，此时，微粒刀的重心线与环形流的中心线重合而被该环形流所捕获；

⑦移动所述微射流喷头，使微粒刀移动到待加工件的待加工位置，找正待切削部位；

⑧接着，使所述微粒刀的重心线偏离于所述环形流的中心线设置，使微粒刀在环形流的作用下旋转，此时，所述微粒刀和微射流喷头之间满足如下初始条件：

其中，上式中k为作用系数；r为所述微粒刀的重心到微射流在该微粒刀作用点之间的距离；ρ为微射流液体的密度；v₀为微射流在所述微射流喷头的喷射口处的速度；g为重力加速度；h为所述微射流喷头的底部到微射流与所述微粒刀接触点的高度；f为静摩擦系数；m为所述微粒刀的质量；θ为微射流对微粒刀垂直分力的作用点到圆心的连线与微粒刀的垂直方向外径之间的夹角；

⑨上述旋转的微粒刀开始切削待加工件，直至完成预定形状的加工。