[實用新型]徑向超聲振動輔助微織構滾蝕電解加工裝置

有效

• 申請號: 201720770528.6
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN206981930U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 王明環;童文俊;許雪峰;姚春燕
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/04;B23H3/10;B23H7/38;B23H7/30
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強,李百玲

技術領域

本實用新型屬于微細電解加工技術領域，尤其是涉及一種徑向超聲振動輔助微織構滾蝕電解加工裝置。

背景技術

隨著科技的發展，人們發現生物表面存在的某些微織構是其獲得特殊性能的主要原因，如蝴蝶表面脊狀結構提高疏水性能保證自身清潔、鯊魚表面溝槽結構可以減少運動阻力、荷葉表面的乳突結構使其保持清潔、壁虎腳掌吸盤結構可以增加摩擦力幫助其在墻壁上運動等。微織構在功能表面還有許多應用如滑動軸承上加工出微槽結構可提高其承載能力；計算機硬盤表面加工出微槽結構可降低磁頭和盤片吸附力，減少摩擦，提高壽命；軍用激光器等。因此，金屬表面微織構的加工技術逐漸成為國內外學術界和工業界關注和聚焦的熱點研究問題。

目前采用的加工方法主要有微細電火花加工、LIGA技術、微細激光加工法、電化學射流加工技術、微細切削加工技術等。每一種制造技術都有其獨特的優點，也有其局限性。微細電火花加工由于電場、介質、工件與電極表面狀態變化，間隙過程復雜，常產生短路、電弧放電，從而降低了電火花加工效率；LIGA 技術要求有高強度、高準直度的X射線光源和特制的掩膜板，成本極高；很難用于斜面、階梯面、自由曲面，還有工藝過程復雜，加工時間較長；微細激光加工技術工件表面易產生熱影響區、變質層以及微裂紋等；同時激光加工影響因素較多，因此其精密微細加工精度不易保證；電化學射流加工技術由于加工尺寸受到毛細管直徑的限制，加工效率受電解液流相互干擾影響，加工精度變差；微細切削加工技術但由于存在刀具與工件間的作用力，易產生工件變形、刀具發熱等問題。

發明內容

為了克服現有金屬表面微織構加工技術存在的缺陷，本實用新型提供一種徑向超聲振動輔助微織構滾蝕電解加工裝置，解決表面微織構加工精密度不高、加工過程穩定性低、不能實現陰極與陽極之間的間隙進給等問題，更加有效地控制陰極工具與加工工件之間的距離，方便加工產物的排出，有利于電解液的循環更新，節約成本。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種徑向超聲振動輔助微織構滾蝕電解加工裝置，包括工作平臺以及安裝在工作平臺上的電解反應工作箱、陰極工具、被加工的陽極工件、電解液噴嘴、超聲振動輔助裝置、XY軸位移裝置和Z軸位移裝置；

所述電解反應工作箱包括側板、后板和底板，所述側板包括左側板和右側板，所述后板的中上部沿著Z軸方向設有開槽；

所述陰極工具包括陰極滾輪，陰極主軸沿著Y軸方向布置，所述陰極主軸的前端穿過開槽并固定有所述陰極滾輪，陰極同步帶輪固定在陰極主軸的后端，所述陰極主軸的中后部通過陰極軸承座可轉動的安裝在Z軸位移裝置上，陰極步進電機通過陰極同步帶與陰極同步帶輪連接；

所述陰極滾輪的外表面上設有微織構，所述陽極工件位于所述陰極滾輪的正下方并安裝在XY軸位移裝置上；

所述電解液噴嘴包括左噴嘴和右噴嘴，所述左噴嘴安裝在電解反應工作箱的左側板上，所述右噴嘴安裝在電解反應工作箱的右側板上；

所述超聲振動輔助裝置位于電解反應工作箱的后板的前方，所述超聲振動輔助裝置包括超聲發生器和可產生徑向運動的徑向超聲換能器，所述徑向超聲換能器為環形并布置在陰極滾輪與陰極主軸之間，所述徑向超聲換能器的內表面套裝在所述陰極主軸上并與陰極主軸粘接，所述徑向超聲換能器的外表面與陰極滾輪的內表面粘接。

進一步，所述XY軸位移裝置包括XY軸移動平臺、用于驅動XY軸移動平臺沿著X軸方向移動的X軸驅動機構和用于驅動XY軸移動平臺沿著Y軸方向移動的Y軸驅動機構。

再進一步，所述陰極滾輪上的微織構的形狀為心形、菱形、矩形其中的一種或兩種以上。

再進一步，所述電解反應工作箱的底板上開有用于電解液回流的槽口，所述槽口與電解液水箱連通。

再進一步，所述電解液噴嘴通過角度調節機構安裝在電解反應工作箱的側板上，所述角度調節機構包括轉動塊、定位螺釘和緊定螺釘，所述電解反應工作箱的側板上開有用于電解液噴嘴與電解液供液箱連接的一端穿過的長條槽孔和用于轉動定位螺釘的凹槽，所述凹槽位于所述長條槽孔的前方，所述轉動塊與電解液噴嘴與電解液供液箱連接的一端固定連接并可轉動的安裝在長條槽孔內，所述定位螺釘自前向后依次穿過凹槽的后壁、轉動塊并與電解反應工作箱的側板螺紋連接；

所述緊定螺釘位于所述定位螺釘的下方，所述緊定螺釘自前向后穿過凹槽的后壁伸入到長條槽孔內并頂觸在轉動塊上。

再進一步，所述Z軸位移裝置包括Z軸移動板和用于驅動Z軸移動板沿著Z 軸方向移動的Z軸驅動機構，所述陰極軸承座、陰極步進電機均安裝在Z軸移動板上。