具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照本说明书附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：如附图1-4所示，一种叶脉仿生表面金刚石切削刀具的激光制备方法，所述方法包含有如下步骤：一、采用热丝化学气相沉积法在金刚石刀具表面上加工涂层；二、将步骤一所制得的金刚石刀具进行表面处理；三、将经表面处理的刀具表面采用激光加工方法加工出叶脉仿生微结构；四、将加工好的刀具经有机溶剂超声清洗并干燥后用砂纸打磨即得到成品。

具体步骤如下：

1.金刚石涂层刀具制备

热丝化学气相沉积法（HFCVD）技术所使用的设备简单、成本低、形成薄膜速率快和涂层致密等特点，其步骤如下：

1）将刀具进行预处理，刀具在丙酮溶液中超声清洗8-15min。对硬质合金进行去Co和碳化物处理，并在金刚石微粉悬浊液中进行超声植晶，如附图4所示为硬质合金基体刀片图。

2）将刀具放入HFCVD系统中，并安装热丝，热丝采用钽丝。

3)对HFCVD系统抽真空，并通入一定比例的CH₄和H₂的混合反应气体；

4）开启HFCVD系统，调整HFCVD系统工作腔气压为1-3kPa，系统中的衬底温度为650-850℃，制备金刚石涂层；

5）采用射频磁控溅射设备在金刚石涂层上制备膜基，溅射时间为25-50min。

2.一种基于飞秒激光在金刚石刀具前刀面加工微结构的制备方法,包括以下步骤（如附图1所示微结构制备流程示意图）：

1)进行表面织构化加工前，将所需加工的工件表面进行研磨抛光处理,并用丙酮溶液对待加工区域进行清洗并用600#砂纸打磨，经有机溶剂超声清洗并干燥后,固定于超精密平台上以保证加工过程的安全稳定和结果的准确。

2）将金刚石刀具装夹在数控机床上并固定，使前刀面80%以上的部分露出，调节X-Y轴将刀具调节到准确的被加工位置以保证被加工部分完全被激光对焦。在刀具的前刀面加工出平行于切削刃的仿生结构，根据对叶脉仿生结构的研究合理化选择微结构尺寸，仿生叶脉主茎宽度70-90 μm,深度20-30μm ,小茎宽度50-60μm深度10-20μm，主茎间距约为200μm，选取距离边缘200μm再进行加工。通过控制激光能量、激光扫描速度等参数可以实现微结构的宽度及深度的加工。如附图2刀具微结构化表面示意图。

3)先开启激光器，由计算机通过激光控制器发射激光束至工件表面完成激光对焦，聚焦位置-2-2mm, 然后根据Z轴和加工角度调节聚焦透镜的转角和高度以实现激光精确对焦以保证刀具有效部分不受损伤，确定焦点位置后关闭激光发生器,并调整超精密平台确定工件的加工区域。

4)工件加工时,由控制计算机开启激光控制器,激光控制器可选择激光发生器中的飞秒激光器发射激光束,再经聚焦镜片入射至工件表面,根据所需求的微结构进行加工,同时开启辅助气体装置,激光加工工艺参数可通过控制计算机在线调整。根据权利要求所述的飞秒激光制备微结构加工方法,以及考虑微结构的特征,本次采用的激光加工工艺参数功率为1-15W、速度100-1000μm/s、频率1-3kHz、扫描次数为2-5次，如附图3飞秒激光加工示意图。

5)加工完成后,关闭设备将工件取下,经有机溶剂超声清洗并干燥后用600#砂纸打磨即得到成品。

所述激光加工系统包括激光控制器、激光发生器、光路切换模块、聚焦模块、吹气辅助装置及超精密三轴X-Y-Z机床。所述辅助气体包括氮气、氩气；所述溶剂包括丙酮和酒精。

本方法采用飞秒激光制备。飞秒激光加工技术是指脉宽在飞秒级别(1fs=10^-15s)的激光，能够形成具有微米甚至纳米级的尺寸且高精度的微结构，具有加工热影响区小、材料去除效率高、切割边缘精细等特点属于清洁无污染的加工方法，是一种绿色环保、节能高效的表面加工技术。且飞秒激光的加工过程属于无接触式不会产生表面应力，具有无磨损去除材料的明显优势。激光加工过程中，高强度激光束通过光学透镜聚焦到工件表面，加热、熔化、气化被加工材料，如图2激光加工原理图。飞秒激光加工与先进的计算机技术相结合，能够加工出复杂的结构，适合高自动化、特殊组织的精密加工，而且还能使刀具具有特殊切削性能。激光制备的选择以及参数选定很大程度影响了刀具的性能和寿命，因为金刚石刀具的特殊性激光会引起的微裂纹和断裂等热缺陷,因此合理的选择加工参数也尤为重要。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。