[發(fā)明專利]柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)電解加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710021102.1
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101070605A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱荻;曲寧松;李寒松;王曉雷
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C25F3/14
• 分類號: C25F3/14;B23H3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利事務(wù)所
• 代理人: 闕如生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明中的柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)電解加工方法，屬于電解加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)今工業(yè)技術(shù)的全面發(fā)展，能源緊張問題越來越凸顯出來，降低摩擦副之間摩擦磨損能夠有效的節(jié)約能源。科學(xué)家普遍認(rèn)為：摩擦副表面的微細(xì)織構(gòu)可以存儲潤滑油，顯著減少摩擦，降低能源損耗。摩擦副表面微細(xì)織構(gòu)的制造技術(shù)已引起國內(nèi)外研究人員的普遍關(guān)注。曲面摩擦副(如發(fā)動機(jī)的活塞/缸體、活塞環(huán)/缸體之間)作為摩擦副的一種，其表面微細(xì)織構(gòu)的加工比平面微細(xì)織構(gòu)的加工困難很多。

在柱形回轉(zhuǎn)體外表面加工微細(xì)織構(gòu)，比較有代表性的研究方法有：1)自激振動加工方法，利用加工過程中的自激振動作用，在柱形回轉(zhuǎn)體外表面上產(chǎn)生沿螺旋方向均勻分布的微型凹坑。這種加工方法，工序多，效率低，振幅和頻率調(diào)節(jié)比較麻煩，微坑大小、深度和分布在一定程度上受到限制；2)振動沖擊加工方法，微坑振動沖擊加工裝置裝在機(jī)床的中拖板上，柱形回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)床主軸上以一定的速度旋轉(zhuǎn)，微坑振動沖擊加工裝置可沿軸向和橫向方向進(jìn)給，通過橫向進(jìn)給控制微坑的深度，通過電機(jī)帶動偏心機(jī)構(gòu)在裝置的工具頭上施加低頻振動，依靠振動沖擊在工件上形成具有一定分布規(guī)律和一定尺寸參數(shù)的微坑，這種加工方法，使工件表面發(fā)生了塑性變形，微坑周圍有毛刺和材料隆起，需要二次加工；3)數(shù)控激光珩磨技術(shù)，用激光加工實(shí)現(xiàn)表面微坑結(jié)構(gòu)造型，然后再進(jìn)行珩磨，去除凹坑四周的“翻邊”，這種加工方法成本高；4)超聲加工微坑技術(shù)，表面微坑超聲加工裝置裝在車床的中拖板上，柱形回轉(zhuǎn)體裝在機(jī)床主軸上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，微坑超聲加工裝置可沿軸向和橫向方向進(jìn)給，通過橫向進(jìn)給控制微坑的深度，通過超聲轉(zhuǎn)換器推動變幅桿給工具頭施加超聲振動，依靠振動沖擊形成具有一定分布規(guī)律和一定尺寸參數(shù)的微坑。這種加工方法，所需機(jī)床轉(zhuǎn)速很高，需研制專用機(jī)床，且不適合小型工件的加工；5)陶瓷球噴射技術(shù)，使用直徑為數(shù)十微米的陶瓷球高速噴射(v＞100m/s)的方法在柱形回轉(zhuǎn)體表面加工出蜂窩狀微小凹坑。可見，這幾種蜂窩狀微坑制造方法存在加工工藝繁瑣、表面質(zhì)量不高，制造成本過高等問題，因此，有必要研究出新的高效率、表面質(zhì)量好，低成本的柱形回轉(zhuǎn)體外表面微細(xì)織構(gòu)的制造解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)加工方法的不足，提供一種低成本、高精度且操作簡便的加工方法。

一種柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)電解加工方法，其特征在于包括下列步驟：

(1)、制作帶有微小孔結(jié)構(gòu)的柔性電解屏蔽膜；

(2)、使用屏蔽膜夾持裝置將加工好的柔性電解屏蔽膜固定；

(3)、將柱形回轉(zhuǎn)體零件裝夾到零件夾持裝置上，驅(qū)動零件夾持裝置使柱形回轉(zhuǎn)體零件向柔性電解屏蔽膜運(yùn)動直至二者緊密貼合；

(4)、調(diào)整電解液面高度，將柱形回轉(zhuǎn)體零件作為電解陽極，將陽極、陰極分別與電解電源連接，通電實(shí)施電解；

(5)、電解結(jié)束后，驅(qū)動零件夾持裝置使柱形回轉(zhuǎn)體零件反向運(yùn)動，脫離柔性電解屏蔽膜，返回初始位置；

(6)、控制零件夾持裝置上的零件旋轉(zhuǎn)分度裝置，使柱形回轉(zhuǎn)體零件旋轉(zhuǎn)合適的角度，重新進(jìn)給并與柔性電解屏蔽膜緊密貼合，再次實(shí)施電解；

(7)、持續(xù)執(zhí)行第(5)步和第(6)步，直至全部電解加工過程結(jié)束。

如果制作柔性電解屏蔽膜時，將柔性電解屏蔽膜制作成具有絕緣層及金屬層的雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜；電解加工時直接利用其金屬層作為電解陰極。

可見，本發(fā)明的特點(diǎn)是：①采用雙層復(fù)合柔性屏蔽膜電解方法加工柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)，常規(guī)普通電解屏蔽膜是不發(fā)生彎曲變形的，而回轉(zhuǎn)體屏蔽膜目前很難制造。本發(fā)明的雙層復(fù)合柔性屏蔽膜是通過機(jī)械擠壓變形，在常溫狀態(tài)下將平板屏蔽膜變形為彎曲屏蔽膜，這種方法解決了柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)的制造難題，極大的降低了加工成本，節(jié)約了加工時間；②柔性屏蔽膜電解工藝既可以在薄壁圓筒外表面加工微細(xì)織構(gòu)，也可以在實(shí)心柱形回轉(zhuǎn)體外表面加工微細(xì)織構(gòu)，能夠滿足不同需求的加工要求；③對加工環(huán)境要求低，無需超凈空間，無需加熱。利用本發(fā)明所加工的微細(xì)織構(gòu)加工成本低、效率高，且柔性電解屏蔽膜可以多次重復(fù)使用。

附圖說明

圖1是柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細(xì)織構(gòu)電解加工方法示意圖。

圖2是雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜示意圖。圖2(a)和圖2(b)分別是主視圖和剖視圖。