實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法和具有減阻表面的板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子束表面加工技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面 加工方法，還是一種由該電子束表面加工方法制成的具有減阻表面的板。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的工件主要通過壁面開槽、加肋、布置旋流發(fā)生器等方法改變工件表面流場(chǎng)， 實(shí)現(xiàn)減阻效果，但傳統(tǒng)外形設(shè)計(jì)及宏觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足發(fā)展需求，而將工件表面加工成 仿生微細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減阻功能則具有更大的可行性和適用性，具有十分重大的意義。 [0003]目前，工件表面的仿鯊魚皮三角形溝槽微細(xì)結(jié)構(gòu)在流場(chǎng)中具有減阻功能，而傳統(tǒng) 的加工方法無法或很難實(shí)現(xiàn)金屬工件表面精細(xì)形貌的加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法在工件表面加工出仿鯊魚皮的三角形溝槽微細(xì)結(jié)構(gòu)的 問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法和具有減阻表面的板，該實(shí) 現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法利用小功率高品質(zhì)電子束高速掃描，通過掃描波形設(shè)計(jì) 優(yōu)化和工作臺(tái)移動(dòng)使工件表面形成類似鯊魚皮的仿生微細(xì)形貌特征，該具有減阻表面的板 改善了工件表面流場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)了減阻效果，可用于飛行器、潛水器等航空航天船舶等重要 領(lǐng)域。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加 工方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟1、使電子束在工件表面沿第一方向按照角形依次逐個(gè)的進(jìn)行掃描，直至完成 一排角形的掃描；同時(shí)，沿垂直于該工件表面上角形的排列方向移動(dòng)工件；
[0007] 每個(gè)所述角形均由兩條側(cè)邊和兩條側(cè)邊相交形成的三個(gè)端點(diǎn)組成，該三個(gè)端點(diǎn)中 兩條側(cè)邊相交形成的端點(diǎn)為頂點(diǎn)，另外兩個(gè)端點(diǎn)均為底點(diǎn)，每個(gè)該角形的角平分線均垂直 于該第一方向，該電子束在工件表面掃描每個(gè)該角形的順序均為：從該角形的頂點(diǎn)開始沿 著該角形的一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá)該側(cè)邊的底點(diǎn)后結(jié)束，然后再?gòu)脑摻切蔚捻旤c(diǎn)開始沿著該角 形的另一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá)該另一個(gè)側(cè)邊的底點(diǎn)后結(jié)束；
[0008] 步驟2、重復(fù)步驟1，直至該工件表面加工完成，在該工件表面形成多個(gè)相互平行 的條形凸棱。
[0009] -種實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法，包括以下步驟：
[0010] 步驟1、使電子束在工件表面沿第一方向按照角形依次逐個(gè)的進(jìn)行掃描，直至完成 該一排角形的掃描；
[0011] 每個(gè)所述角形均由兩條側(cè)邊和兩條側(cè)邊相交形成的三個(gè)端點(diǎn)組成，該三個(gè)端點(diǎn)中 兩條側(cè)邊相交形成的端點(diǎn)為頂點(diǎn)，另外兩個(gè)端點(diǎn)均為底點(diǎn)，每個(gè)該角形的角平分線均垂直 于該第一方向，該電子束在工件表面掃描每個(gè)該角形的順序均為：從該角形的頂點(diǎn)開始沿 著該角形的一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá)該側(cè)邊的底點(diǎn)后結(jié)束，然后再?gòu)脑摻切蔚捻旤c(diǎn)開始沿著該角 形的另一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá)該另一個(gè)側(cè)邊的底點(diǎn)后結(jié)束；
[0012] 步驟2、沿垂直于工件表面上該角形的排列方向移動(dòng)工件；
[0013] 步驟3、依次重復(fù)步驟1和步驟2,直至該工件表面加工完成，在該工件表面形成多 個(gè)相互平行的條形凸棱。
[0014] -種具有減阻表面的板，該板的表面具有上述的實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工 方法形成的多個(gè)相互平行的條形凸棱。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是，該實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法利用小功率高品質(zhì) 電子束高速掃描，通過掃描波形設(shè)計(jì)優(yōu)化和工作臺(tái)移動(dòng)使工件表面形成類似鯊魚皮的仿生 微細(xì)形貌特征，該具有減阻表面的板改善了工件表面流場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)了減阻效果，可用于飛 行器、潛水器等航空航天船舶等重要領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017] 圖1為第一種掃描路徑圖形。
[0018] 圖2為第二種掃描路徑圖形。
[0019] 圖3為第三種掃描路徑圖形。
[0020] 圖4為電子束在工件表面加工的平面示意圖。
[0021] 圖5為電子束在工件表面加工的立體示意圖。
[0022] 圖6為電子束在具有減阻表面的板的表面加工出的條形凸棱的示意圖。
[0023] 其中1.條形凸棱，2.板，3.電子束。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 一種實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法，包括以下步驟：
[0027] 步驟1、使電子束在工件表面沿第一方向A按照角形依次逐個(gè)的進(jìn)行掃描（即如 圖1所示電子束在工件表面掃描一個(gè)角形留下的軌跡與該角形相同），直至完成該一排角 形的掃描，在電子束掃描的同時(shí)還要工件表面上沿第二方向B移動(dòng)工件，該第二方向B為在 工件表面上垂直于第一方向A的方向；
[0028] 每個(gè)所述角形均由兩條側(cè)邊和兩條側(cè)邊相交形成的三個(gè)端點(diǎn)組成，該三個(gè)端點(diǎn)中 兩條側(cè)邊相交形成的端點(diǎn)為頂點(diǎn)，另外兩個(gè)端點(diǎn)均為底點(diǎn)，每個(gè)該角形的角平分線均垂直 于該第一方向，該電子束在工件表面掃描一個(gè)角形的順序?yàn)椋簭脑摻切蔚捻旤c(diǎn)開始沿著該 角形的一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá)該側(cè)邊的端點(diǎn)后結(jié)束（即電子束掃描了該側(cè)邊或線段），電子束 掃描一個(gè)角形留下的軌跡，然后再?gòu)脑摻切蔚捻旤c(diǎn)開始沿著該角形的另一個(gè)側(cè)邊掃描到達(dá) 該另一個(gè)側(cè)邊的端點(diǎn)后結(jié)束（即電子束掃描了該側(cè)邊或線段）。
[0029] 以圖3、圖4和圖5為例進(jìn)行詳細(xì)說明，電子束3在工件表面按照?qǐng)D3所示的該掃 描路徑圖形沿第一方向A依次掃描每一個(gè)角形，具體過程是：電子束3在工件表面從B1掃 描至A1，然后電子束3從B1掃描至C1，然后電子束3從D1掃描至C1，然后電子束3從D1 掃描至El，然后電子束3從F1掃描至El，然后電子束3從F1掃描至G1，以此循環(huán)掃描直至 電子束3將圖4和圖5中下部的第一排角形全部掃描完畢，同時(shí)，在此過程中沿圖4和圖5 中第二方向B移動(dòng)工件。然后電子束3將進(jìn)行第二排角形的掃描，具體是電子束3在工件 表面從B2掃描至A2,然后電子束3從B2掃描至C2,然后電子束3從D2掃描至C2,然后電 子束3從D2掃描至E2,然后電子束3從F2掃描至E2,然后電子束3從F2掃描至G2,以此 循環(huán)掃描直至電子束3將第二排角形全部掃描完畢，在此過程中沿圖4和圖5中第二方向 B移動(dòng)工件。
[0030] 由此可見，圖3中的點(diǎn)A、B、C、D、E分別與工件表面第一排角形中的Al、Bl、C1、 Dl、E1相對(duì)應(yīng)，圖3中的點(diǎn)A、B、C、D、E還分別與工件表面第二排角形中的A2、B2、C2、D2、 E2相對(duì)應(yīng)，如圖4和圖5所示。
[0031] 步驟2、多次重復(fù)步驟1，直至該工件表面加工完成，在該工件表面形成多個(gè)相互 平行的條形凸棱1，如圖6所示。
[0032] 該實(shí)現(xiàn)工件減阻的電子束表面加工方法利用小功率高品質(zhì)電子束高速掃描，通過 掃描圖形設(shè)計(jì)優(yōu)化和工作臺(tái)移動(dòng)使工件表面形成類似鯊魚皮的仿生微細(xì)形貌特征，進(jìn)而改 善工件表面流場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)減阻效果，可用于飛行器、潛水器等航空航天船舶領(lǐng)域。
[0033] 在步驟1之前，還包括在以X軸和Y軸為坐標(biāo)軸的平面直角坐標(biāo)系中設(shè)計(jì)出電子 束的掃描路