[实用新型]辊筒模具表面微结构的加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及在辊筒模具表面形成凹凸微结构阵列制作的技术领域，尤其涉及一种用于显示屏光学薄膜或导光板制造所使用辊筒模具的微结构表面实施既定的精密成形和加工的辊筒模具加工装置。

背景技术

光学薄膜广泛应用在手机、掌上电脑及笔记本电脑等平板显示领域，其表面通常具有海量的精密微结构。采用辊筒模压将辊模表面的微结构直接转印到光学薄膜上，是光学薄膜大批量高效生产的唯一手段。另外，在大型平板显示器中所用的导光板，其表面的自由曲面微结构，同样精度要求很高，并且尺寸又大，采用加工模芯然后注塑的方式已经不能满足生产要求，采用超精密辊筒轧制，则是解决这一问题的有效方案。

由上可知，加工具有良好面形精度和表面质量的辊筒模具，是实现光学薄膜辊筒模压制造和导光板辊筒轧制生产的关键。

超精密车削加工是在材料表面加工微结构的主要方法之一，博士论文：面向微结构阵列的超精密切削加工与测量关键技术研究以及CN200810090587.4辊表面加工方法及装置，均公开了采用切削加工技术在辊筒表面加工微结构的方法。但是，车削加工方法存在下述问题：随着加工面积的增大，特别是大尺寸工件的加工时间超过刀具寿命极限时，加工过程中不可避免地出现刀具磨损的问题，导致辊筒模具表面加工质量变差，甚至导致加工失效。

平面微透镜阵列结构的加工还常采用压痕制造方法，CN201610121288.7即公开了“一种具有微透镜或微透镜阵列结构的表面的压痕制造方法”，该压痕制造方法是利用微锻静压成形技术加工出微透镜阵列结构。然而，微锻静压成形并不能使材料均匀性的塑性变形，此加工的微结构形状误差较大，需要进行误差补偿，因此在加工过程中，需要检测该误差，并根据该误差制作修整压头，再次对微结构进行压痕成形，增加制造步骤及制造成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种辊筒模具表面微结构的加工装置，可以有效减少加工过程中的刀具磨损，满足所需面形精度及表面质量。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种辊筒模具表面微结构的加工装置，包括X移动平台、Y移动平台、底座、用以夹持该辊筒模具并可带动该辊筒模具旋转的工件夹持与旋转装置及高频振动微锻装置；该X移动平台安装于底座的导轨上，该Y移动平台安装于X移动平台上；该工件夹持与旋转装置安装在底座上；该高频振动微锻装置包括压头及可带动该压头振动的高频振动发生器，该高频振动微锻装置安装在所述Y移动平台上。

优选地，进一步包括可对辊筒模具进行加热的加热装置。

优选地，所述的加热装置设置于所述辊筒模具外部或者内部。

优选地，所述的加热装置为设置于所述辊筒模具外部的激光辅助加热装置，其安装于所述的Y移动平台上，其设有加热头正对所述压头的上方。

优选地，所述的加热装置为设置于所述辊筒模具内部的线圈感应加热装置。

优选地，所述的高频振动发生器为压电陶瓷超声振动发生器，所述高频振动微锻装置进一步包括变幅杆以及固定装置，该固定装置安装于Y移动平台上，该压电陶瓷超声振动发生器及变幅杆安装于固定装置上，该压头安装在所述变幅杆的前端。

优选地，所述的工件夹持与旋转装置包括支座、主轴箱、电机、三爪卡盘、顶尖、尾架及尾座；该支座安装于所述的底座上；所述主轴箱安装于支座上；所述电机安装于主轴箱上；所述三爪卡盘安装于电机上；所述尾座安装于底座上；所述尾架安装于尾座上；所述顶尖安装于尾架上。

优选地，进一步包括刀架，该刀架上安装有用于对辊筒模具表面进行加工的车削刀具。

优选地，所述的刀架安装在所述Y移动平台上或者安装在所述高频振动发生器上。

优选地，所述的刀架通过XY移动平台安装于所述工件夹持与旋转装置相对于所述高频振动微锻装置的另一侧；或者所述的刀架受一第二高频振动发生器带动，并通过XY移动平台安装于所述工件夹持与旋转装置相对于所述高频振动微锻装置的另一侧。

采用上述方案后，本实用新型具有如下优点：

1．本实用新型以高频振动微锻装置对辊筒模具表面进行微结构加工，与超精密金刚石车削相比，微锻压头耐磨性能更好，使用寿命更长。

2．本实用新型设置的高频振动微锻装置包括有高频振动发生器，采用的是高频振动微锻技术，与微锻静压成形相比，本实用新型利用振动冲击，使材料表面缓慢、逐步发生变形，能够改善亚表层材料塑性变形的均匀性，从而降低了微结构单元的形状误差，无需进行误差检测及补偿步骤。