[实用新型]一种具有曲面微沟槽结构的飞行体

说明书

技术领域

本实用新型涉及硬脆性零部件的微细精密制造技术领域，具体涉及一种具有曲面微沟槽结构的飞行体。

背景技术

陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆性材料被广泛用于工业、汽车制造业和航空航天领域。例如，工业用微型钻头需要加工螺旋微沟槽；在摩擦学领域，发动机缸套工作表面被加工出微沟槽能够存储润滑油同时产生流体润滑膜，从而改善缸套与活塞间的润滑状况达到降低部件磨损和延长部件使用寿命；在光学应用领域，在石英基板表面加工出微米尺度的微沟槽阵列可实现光纤的自适应定位，降低光学零部件的封装成本；在热传导领域，在热管内壁加工出槽深250微米的梯形沟槽能通过毛细作用提高热管的传热极限及降低传热平均热阻，从而提升热管的散热性能。

目前，微沟槽功能表面的应用逐渐向曲面空间结构方向发展。但是，硬脆材料的曲表面精密加工非常困难，常用的激光加工和蚀刻加工尚未能加工大面积且高形状精度的微结构曲表面。飞行体表面材料要求较硬，具有曲面微沟槽结构的飞行体尚未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种具有气流导流作用，可以防止湍流，能有效减小飞行体的空气阻力的具有曲面微沟槽结构的飞行体。

本实用新型利用金刚石砂轮的端面边角先将圆柱体工件加工出光滑的曲表面，然后利用金刚石砂轮的V形尖端在已加工的光滑曲表面上加工出直微沟槽或螺旋微沟槽结构。该微沟槽结构曲表面的磨削方法不但能够获得高质量和高精度的曲表面轮廓，而且还可以加工出轮廓清晰，无破损且边缘整齐的微沟槽结构。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种具有曲面微沟槽结构的飞行体，包括圆柱体和圆锥头，圆柱体与圆锥头连成一体；沿着圆锥头的曲表面轴向截面轮廓间隔均匀分布多条微沟槽，所述微沟槽为V形槽，微沟槽的深度为50～900微米，微沟槽夹角为30～120度；曲表面为抛物面或椭圆面的二维旋转面。

优选地，相邻两条微沟槽在圆周方向的分度角度为5～30度。

所述圆柱体和圆锥头的材料为陶瓷、玻璃或硬质钢。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型微沟槽结构被制造到飞行体曲表面上，可以产生新的功能，实现减阻和隐形。所制造出的微沟槽结构具有气流导流作用，可以防止湍流，能有效减小飞行体的空气阻力，提高飞行稳定性，增强雷达散射能力。

(2)本实用新型利用微细修整后的V形尖端的金刚石砂轮可以在光滑的曲表面制造出微沟槽结构；与激光、刻蚀加工相比，微沟槽底部轮廓更加光滑，微沟槽形状更加清晰，且无破损。

(3)本实用新型微沟槽加工方法与普通的车削加工方式相比，采用精密成型磨削方法可以将工件加工出光滑的曲表面，表面质量好，形状精度高。

附图说明

图1为本实用新型圆锥头的曲表面轮廓成型粗加工示意图。

图2为本实用新型圆锥头的曲表面轮廓成型精加工示意图。

图3为本实用新型圆锥头的曲表面加工直微沟槽结构示意图。

图4为实施例2圆锥头的曲表面加工螺旋微沟槽示意图。

具体实施方式

为更好理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

一种具有曲面微沟槽结构的飞行体，包括圆柱体和圆锥头，圆柱体与圆锥头连成一体；沿着圆锥头的曲表面轴向截面轮廓均匀分布微沟槽，微沟槽为V形槽，微沟槽的深度为50～900微米，微沟槽夹角为30～120度，微沟槽在圆周方向的分度角度为5～30度；曲表面为抛物面或椭圆面的二维旋转面。

一种曲面微沟槽结构的飞行体的制造方法，包括如下步骤：

1)将柱状材料(如圆柱体陶瓷棒)固定在三爪研磨器并随之旋转，粗粒度的金刚石砂轮2固定在砂轮轴上；如图1所示，首先，使柱状材料轴向方向与砂轮轴线方向一致，在工件轴向的垂直截面上，利用粗粒度的金刚石砂轮2的圆环端面边角6采用轴向分层进给的磨削路径5对陶瓷进行粗磨削加工，将飞行体从圆柱体结构的毛坯轮廓4加工成带有圆锥头的曲面轮廓3，得到粗糙曲表面的飞行体1。磨削路径5是沿陶瓷棒轴向方向按设定的数控直线往复路径分层进给的往返折线。