[發(fā)明專(zhuān)利]一種液束射流電解加工微坑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310015000.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103084682A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 明平美;郝巧玲;張新民;劉建慧;王俊濤;包曉慧;蘇陽(yáng)陽(yáng);畢向陽(yáng);聶子超;張延輝;王貝;李二靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23H9/00
• 分類(lèi)號(hào): B23H9/00
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時(shí)立新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解加工微坑的方法，尤其涉及一種液束射流電解加工微坑的方法。

背景技術(shù)

在許多制動(dòng)摩擦副中，工作表面處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用的狀態(tài)中，因此，必然存在著摩擦與磨損現(xiàn)象，它們是工作機(jī)械能量損失、效率降低、摩擦副失效、壽命縮短的重要因素之一。研究表明，具有微坑陣列的表面結(jié)構(gòu)能夠有效地減小摩擦磨損。而微坑的大小和形狀直接影響其儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的形式，進(jìn)而影響摩擦副的潤(rùn)滑效果和使用性能。微坑的表面特性和幾何特征與加工方法密切相關(guān)。

常見(jiàn)的微坑陣列加工方法有：自激振動(dòng)加工方法、電火花加工法、數(shù)控激光珩磨法、微細(xì)超聲加工法、電解加工法等。其中，電解加工因?yàn)榫哂屑庸み^(guò)程中工具與工件不直接接觸、無(wú)工具電極損耗、加工效率高、工件表面不會(huì)產(chǎn)生加工應(yīng)力、變形及熱影響區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，是加工微坑、微孔等微細(xì)陣列結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)手段之一，很有發(fā)展前景。

目前基于電解加工原理的微坑陣列方法主要有以下幾種：

1.掩膜電解加工，通過(guò)對(duì)圖形化掩模所定義的區(qū)域進(jìn)行電化學(xué)腐蝕后，在工件待加工表面得到所需的微孔結(jié)構(gòu)陣列。由于此方法每次加工必需掩模，操作繁瑣，加工效率低，工藝成本高。

2.群電極式加工，采用微細(xì)電極陣列進(jìn)行分塊加工，以獲得微坑陣列。由于此方法需要高質(zhì)量的大長(zhǎng)徑比的導(dǎo)電微細(xì)電極陣列，電極制造難度極大，周期長(zhǎng)，成本高；且此方法加工精度及其一致性不易控制，不適用于在曲面上進(jìn)行微坑加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種液束射流電解加工微坑的方法，能夠克服現(xiàn)有微坑陣列加工方法中加工環(huán)節(jié)復(fù)雜、工藝成本高、加工精度偏低等缺點(diǎn)，具有操作簡(jiǎn)單、適用范圍更廣、加工精度和加工效率高、工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種液束射流電解加工微坑的方法，包括以下步驟

A：將工件置于電解液中，使工件待加工面最高點(diǎn)突出于電解液層，然后加入輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)，使工件待加工表面完全浸沒(méi)于輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)中；

B：調(diào)節(jié)噴射電極的噴嘴與工件待加工表面的相對(duì)距離；

C：通過(guò)噴射電極的噴嘴以電解液液束形式間歇地向工件待加工表面噴射電解液；

D：接通連接于噴射電極負(fù)極與工件待加工表面陽(yáng)極間的電解加工電源，進(jìn)行電解加工；

E：達(dá)到加工要求后，關(guān)斷電解加工電源，關(guān)停噴射電解液液束，取出工件。

所述的輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)為不溶于水的、密度比水小的電絕緣介質(zhì)。

所述的噴射電極的噴嘴與工件待加工表面的最小距離不小于0.1mm。

所述的噴射電極的噴嘴與工件待加工表面的距離為0.1mm~10mm。

所述的噴射電極由耐酸、堿腐蝕的金屬材質(zhì)制成。

所述的噴射電極上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)噴嘴。

所述的輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)為煤油、硅油或石蠟油。

本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)所噴射電解液的液束直徑大小和噴射時(shí)間來(lái)控制微坑的大小，通過(guò)噴嘴個(gè)數(shù)來(lái)控制微坑數(shù)量，通過(guò)控制噴射電極和待加工表面的距離來(lái)控制加工速度，操作簡(jiǎn)單，加工精度和加工效率高，適用范圍廣，加工表面的形狀不受限制，加工環(huán)節(jié)少，工藝成本低。同時(shí)，本發(fā)明采用輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)作為屏蔽掩膜，適應(yīng)性好，與被加工面貼合緊密，能始終保護(hù)待加工面的非加工部分，易于復(fù)原和修正，有效地減弱了加工區(qū)域周?chē)碾s散腐蝕效應(yīng)，提高了微坑加工的定域性和微細(xì)尺寸加工能力，加工精度高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述液束射流電解加工微坑方法使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為電解液沖擊開(kāi)輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)形成液流通道的示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的液束射流電解加工微坑的方法包括以下步驟：

A：將工件5的待加工表面置于電解液8中，使工件5的待加工面最高點(diǎn)突出電解液8層，然后加入輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)4，使工件5待加工表面完全浸沒(méi)于輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)4中。輕質(zhì)液態(tài)電絕緣介質(zhì)4為不溶于水的、密度比水小的電絕緣介質(zhì)。一方面，輕質(zhì)電絕緣介質(zhì)4能始終漂浮在電解液8上，不受電解液8循環(huán)過(guò)程的影響，并能持續(xù)包裹住工件5待加工表面；另一方面，輕質(zhì)電絕緣介質(zhì)4可作為柔性屏蔽膜，可對(duì)工件5非加工區(qū)域進(jìn)行電場(chǎng)屏蔽，且輕質(zhì)電絕緣介質(zhì)4能適應(yīng)任何形狀的待加工表面；輕質(zhì)電絕緣介質(zhì)4可采用煤油、硅油或石蠟油。