[發明專利]一種雙面同步電解加工陣列微溝槽的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810444266.3
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108620700B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 郭鐘寧;詹順達;羅紅平;陳曉磊;吳明;邢乾鋒
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H9/00
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張春水;唐京橋<國際申請>=<國際公布>

本發明提供的一種雙面同步電解加工陣列微溝槽的裝置，包括供電模塊、電解液模塊、夾具和五層結構，五層結構由上陰極塊、上遮蔽模板、待加工工件、下遮蔽模板和下陰極塊依次貼合形成；夾具內形成腔體；五層結構在腔體內被夾具壓緊，用于分隔腔體；上下遮蔽模板都開有上下貫穿的微流道，上下陰極塊與微流道對齊，使得電解液從微流道流過時加工該工件。本發明通過五層結構將各個加工區隔離，通過微流道設計出側向沖液更好地沖刷雜質，通過上下陰極塊規劃出垂直電場使得加工精度更高，通過夾具壓緊五層結構使得工件不會抖動，能夠在金屬工件上下表面同時高效加工出尺寸一致性好、加工精度高、表面質量好的陣列微溝槽結構。本發明還提供加工方法。

技術領域

本發明涉及微溝槽加工技術領域，尤其涉及一種雙面同步電解加工陣列微溝槽的裝置及方法。

背景技術

隨著電子元器件朝著微小型、精密型、集成型方向發展，越來越多的零部件表面使用了微結構來提高產品的性能。其中，微篩網、微噴絲嘴、微掩模板、微光柵等表面存在大量的微溝槽結構，使零部件表現出優異的篩分特性、熔融物成形特性、圖案成形特性、信號傳遞特性等。

目前微溝槽結構的加工方法主要有：機械加工、激光加工、電火花成形和線切割加工、電解加工等。機械加工中刀具與工件之間存在作用力，導致加工后的工件產生變形，得到的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；電火花成形與線切割加工存在工具損耗，需要制作成形電極或加工前需要穿絲、張緊，加工后的工件表面同樣存在重熔層和熱影響區，在要求較高的場合需要進行二次加工，并且在實際加工中存在斷絲現象，影響加工效率。

從原理上來講，電解加工(ECM)具有非接觸、與材料硬度強度無關、無切削力、高材料去除率、無工具損耗等優點，可以保證加工后工件無應力變形，所以電解加工技術為難加工金屬表面微溝槽結構的高效率、低成本、高穩定性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。

現有技術的缺點：專利201210250510.5提出的方法需要在工件上開微小孔，并且所開孔數要與預期加工槽數相等，對難加工材料表面開孔已經是技術難題，并且穿絲、張緊工作步驟繁瑣；所采用的外部多噴頭沖液方式需要對每個加工區進行對準，對準度不佳時直接影響加工穩定性。

專利201710282730.9提出的方法由于左右擋板要安裝絲線，并進行進給，所以實際上絲線橫跨整個工件，只能加工左右貫穿槽，無法加工非貫穿型微溝槽。

專利201710311839.0提出的射流電解加工方法，雖然能實現微溝槽的高效率、高精度加工，但由于射流掃過后已加工表面仍然有較多的電解液，容易繼續腐蝕已加工表面，使已加工表面發黑，進而導致加工表面質量下降。

專利CN201610801107.5提出的微群槽連續電解加工方法供液方面是依靠外部噴嘴對加工區噴液，并且對不同的工位需布置相對應的噴嘴，隨著加工深度的增加，電解液進入加工區的量逐漸減少，一定程度上影響加工穩定性。

專利200810022328.8提出的反拷方案，即便能加工出群條狀電極，在成形電極電解加工微溝槽時也要對流場進行合理設計，否則很難維持電解加工穩定性。

發明內容

本發明提供了一種雙面同步電解加工陣列微溝槽的裝置及方法，利用電解加工的方法，實現在金屬工件上下表面同時高效加工出尺寸一致性好、加工精度高、表面質量好、上下貫穿，左右不貫穿的陣列微溝槽結構。

本發明提供的一種雙面同步電解加工陣列微溝槽的裝置，包括供電模塊、電解液模塊、夾具、上陰極塊、上遮蔽模板、待加工工件、下遮蔽模板和下陰極塊；

所述夾具內形成腔體，所述腔體設置有入液口和出液口，用于輸入輸出電解液；