[發明專利]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: 201710287089.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106903383B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 羅紅平;詹順達;郭鐘寧;陳曉磊;劉桂賢;張永俊;彭浩宇
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;佛山市鉻維科技有限公司
• 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：腔體，連接在腔體里的襯底，安裝在襯底上的工件，設置在工件的上表面的掩模板，以及設置在掩模板的上表面的陰極塊；其中，掩模板的內部設置有加工區彎折主流道，以及與加工區彎折主流道的彎折處連接的輔助供液流道。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，并在加工區彎折主流道的折彎處進行輔助供液，可以使曲折微溝道在電解加工時的各段電解液流場基本均勻，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群溝槽，并且掩模板可多次重復使用，降低了成本。

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

具有微結構的表面稱為微結構功能表面，這種功能表面對零部件的使用性能具有很大程度的影響，在許多領域均顯示出重要的應用價值。其中表面帶有曲折微溝槽結構的零部件在傳熱特性、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更為優異的特點，應用潛力巨大，如燃料電池雙極板、熱管、微流控芯片、活塞環的減摩降阻等等。

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，對難加工材料加工困難，刀具磨損嚴重，且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、無切削力、與材料強度硬度等機械性能無關、無工具損耗、效率高等優點，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。

采用電解銑削的加工方式，配合工具電極或工件的數控運動，可以用微細柱狀或螺旋狀電極加工出平面彎曲微溝槽結構，但由于微細電解加工通常利用微秒甚至納秒脈寬電流，速度很慢，因此該方法效率低，不適合批量制作；雖然有人利用群陣列電極加工，成倍提高了加工速度，但微溝槽的加工效率仍然較低，使得該方法不適合群槽結構的批量加工。

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：腔體，連接在所述腔體里的襯底，安裝在所述襯底上的工件，設置在所述工件的上表面的掩模板，以及設置在所述掩模板的上表面的陰極塊；其中，

所述掩模板的內部設置有加工區彎折主流道，以及與所述加工區彎折主流道的彎折處連接的輔助供液流道。

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，所述加工區彎折主流道為鏤空結構，所述輔助供液流道為凹槽結構。

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，一條所述加工區彎折主流道具有兩個彎折處；

各所述彎折處具有一條所述輔助供液流道。

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，所述輔助供液流道的延伸方向均相同。