[發明專利]一種用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置及電解加工方法

有效

• 申請號: 201710270753.8
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106881507B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 羅紅平;詹順達;劉桂賢;郭鐘寧;張永俊;彭浩宇
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置及電解加工方法，包括：第一腔體，嵌在第一腔體里的襯底，安裝在襯底上的工件，設置在工件上表面的具有蛇形流道的掩模板，以及設置在掩模板上表面的第二腔體；其中，第二腔體的底面作為陰極塊；陰極塊的本體貫穿有輔助供液孔。由于本發明的掩模板采用表面層層壓緊的方式固定，形成微小的走液流道進行電解加工，同時在陰極塊的本體增設有輔助供液孔，用于改善蛇形流道的拐彎處流場不均勻的問題，并且該輔助供液孔提供新鮮電解液，使整個加工區電解液的電導率保持在相對穩定的水平，從而在金屬工件表面高效加工出尺寸一致性好、表面質量較高的平面曲折微溝槽，并且掩模板可多次重復使用。

技術領域

本發明涉及電解/電化學加工技術領域，特別是涉及一種用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置及電解加工方法。

背景技術

具有曲折微溝槽結構的表面在燃料電池雙極板、熱管、微流控芯片、活塞環的減摩降阻等場合具有廣泛的應用，這種結構使零部件在傳熱特性、流體動力學特性、能量轉換特性、化學反應特性、仿生特性、摩擦特性等方面表現出與光滑表面截然不同的特點，具有重要的發展前景和應用價值。

對于平面曲折微溝槽，目前的加工方法主要有：沖壓成形、機械加工、激光加工、電火花加工、電解加工等。沖壓成形是一種低成本快速加工微小平面溝槽的有效方法，但沖壓成形與液壓成形方法容易使板料等零件變形、產生裂紋等缺陷，需要采取先成形再整形的方法解決板料局部變形問題，且對于較厚零件上的溝槽加工，由于需要的沖壓力過大而無法實現；采用機械加工方法，加工后的溝槽表層存在殘余應力，溝槽容易變形，溝槽一般有邊角毛刺等缺陷；激光加工由于熱效應的影響，在溝槽表面存在重熔層和翻邊，在對表面質量要求嚴格的使用場合必須進行磨料氣射流或化學研磨等二次加工，且加工復雜曲折微溝槽時，對激光焦點的控制要求較高；而電火花加工微溝槽時則存在加工效率較低、工具電極易損耗而需時常更換等問題。

電解加工技術具有非接觸、與材料硬度強度無關、無切削力等優點，可以保證加工后工件無應力變形，并且電解加工時工件材料是以離子形式去除，理論上來說加工精度可以達到微米級以下，所以電解加工技術為金屬表面平面曲折微溝槽結構的高質量低成本加工提供了有效途徑。但電解加工時的電場、流場等需要認真考慮和恰當設計，否則加工的精度和效率等難以得到有效保證。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置及電解加工方法，可以在金屬工件表面高效加工出尺寸一致性好、表面質量較高的平面曲折群溝槽，并且掩模板可多次重復使用，降低了成本。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置，包括：第一腔體，嵌在所述第一腔體里的襯底，安裝在所述襯底上的工件，設置在所述工件上表面的具有蛇形流道的掩模板，以及設置在所述掩模板上表面的第二腔體；其中，

所述第二腔體的底面作為陰極塊；

所述陰極塊的本體貫穿有輔助供液孔。

優選地，在本發明實施例提供的上述用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置中，所述輔助供液孔在所述襯底上的正投影位于所述蛇形流道在所述襯底上的正投影所在區域內。

優選地，在本發明實施例提供的上述用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置中，所述輔助供液孔的位置與所述蛇形流道的拐彎處的位置相互對應。

優選地，在本發明實施例提供的上述用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置中，所述輔助供液孔的孔徑比所述蛇形流道的流場寬度小。

優選地，在本發明實施例提供的上述用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置中，所述工件的上表面與所述掩模板的下表面緊密貼合；

所述陰極塊的下表面與所述掩模板的上表面緊密貼合。

優選地，在本發明實施例提供的上述用于電解加工平面曲折群溝槽的裝置中，還包括：直流電源；