[發明專利]一種內壁微結構電解加工裝置及設備

在審

• 申請號: 201711341310.X
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107838508A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 郭鐘寧;溫亮;陳朝大;陳曉磊;詹順達;鄒治湘;朱曉星
• 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

技術領域

本發明實施例涉及微結構加工技術領域，特別是涉及一種內壁微結構電解加工裝置及設備。

背景技術

隨著科技的發展，表面功能結構的應用越來越廣泛，主要應用于機械、化工、電力、航空和國防工業等領域。摩擦副表面的織構可以有效地改善表面摩擦學性能，例如在汽車發動機的缸套內壁，合理的表面微結構不但能產生流體動壓的效果，而且可以存儲潤滑油，防止氣缸/活塞擦傷和咬死的現象發生。

內壁微結構就是在類似軸套、活塞環、缸體及管道內壁等內曲面上加工出的肋槽、凹坑或凸臺等類似的微結構，內壁微結構有利于增大流體與內表面的接觸面積，并起到減磨降阻的作用。例如，內壁具有微翅結構的微熱管，其每天的集熱效率得到提高；內壁具有微溝槽結構的銅管，其單根管的傳熱功率高達80W，傳熱效率是光管的4倍。基于內壁微結構所具有的優點，內壁微結構的應用越來越廣泛，使得內壁結構的加工成為人們研究的熱點。

目前，通常采用微細電解加工技術加工內壁微結構，微細電解加工技術可以分為無掩膜微細電解加工和掩膜微細電解加工，其中，掩膜微細電解加工是借助于一定的圖形化手段在工件表面形成掩蔽層，然后選擇性地溶解未被掩蔽層保護的部分，最終加工出所需要的形狀。

傳統掩膜微細電解加工內壁微結構的加工裝置中的電解液流場布局示意圖如圖1所示，電解液從進液口11進入夾具中，進而進入至沖液體腔體內部，經過流道12從沖液體腔體側壁13的出液口噴射到掩模板上，利用“陽極溶解”原理，實現材料的蝕除，其中，經過加工區后的電解液再由導電模板和夾具形成的流道14內流動，即從夾具出液口沖出后繞到出液口的后方，流到夾具體的外部。

傳統的掩膜微細電解加工內壁微結構的加工裝置，是在沖液腔體的側壁開一條沿軸線的豎縫作為出液口，一方面，由于出液口為沖液體腔體側壁上的一條豎縫，而待加工曲面具有一定的弧度，使電解液由出液口沖出后到達加工區各個位置的距離不同，從而難以保證加工間隙的一致性，從而降低了內壁微結構的加工精確度；另外，由于電解液在由進液口進入后需要先到達沖液體腔體，再經過沖液體腔體側壁的出液口和掩模板才能到達加工區，從而造成電解液達到加工區時的速度和壓力不足，無法保證掩模板貼緊于待加工工件的內壁以及不能及時帶走電解產物，從而降低了內壁微結構的加工質量和精確度。

鑒于此，如何提供一種解決上述技術問題的內壁微結構電解加工裝置及設備成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種內壁微結構電解加工裝置及設備，適用范圍較大，靈活性較強，并且在使用過程中提高了內壁微結構的加工質量和精確度。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種內壁微結構電解加工裝置，包括工作臺、夾具、儲液槽、排液管、陰極噴頭及掩模板；其中：

所述陰極噴頭設有進液口和出液口，所述出液口為圓弧線結構，所述出液口的曲率與待加工工件的待加工內壁的曲率一致，所述出液口所在平面與所述待加工內壁所在曲面垂直；所述工作臺用于通過所述夾具固定所述待加工工件；所述掩模板貼附于所述待加工內壁上；所述儲液槽用于存儲電解液，所述排液管用于將所述電解液從所述儲液槽輸送至所述陰極噴頭的進液口，所述陰極噴頭的出液口用于將所述電解液噴出，使形成的弧狀射流噴射至所述掩模板上，以對所述待加工內壁進行加工。

可選的，所述陰極噴頭為球狀結構，所述出液口位于所述陰極噴頭底部的中心位置。

可選的，所述陰極噴頭為圓柱狀結構，所述出液口所在平面與所述陰極噴頭的軸線垂直。

可選的，所述出液口的曲率不大于180°。

可選的，所述出液口的寬度范圍為0.1mm～1mm。

可選的，還包括數控平臺，用于控制所述陰極噴嘴進行上下掃描運動或旋轉運動。

可選的，所述陰極噴頭為基于金屬材料制作而成的噴頭，所述掩模板為絕緣掩模板。

可選的，所述絕緣掩模板為柔性絕緣掩模板。

可選的，所述陰極噴頭為基于非金屬材料制作而成的噴頭，所述掩模板為導電掩模板。

本發明實施例還提供了一種內壁微結構電解加工設備，包括如上述所述的內壁微結構電解加工裝置。