[發明專利]一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工裝置及方法

有效

• 申請號: 202210087845.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114289803B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 葛正輝;高大珂;朱永偉;侯遠;陳旺旺
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/10;B23H9/00;B23H11/00
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 孫偉新

本發明專利公開了一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工裝置及方法，具體涉及特種加工工藝的技術領域。包括超聲振動發生器和液體分液裝置，液體分液裝置上設有進液口，液體分液裝置內設有液體緩沖層，液體緩沖層上開設有漏液孔，液體分液裝置連接有由上至下依次設置的陰極板、絕緣板和陽極工件，陰極板設有第一陣列微孔，陰極板的底部設有雙向導流槽，陰極板上還連通有對稱設置的導出管，絕緣板上設有多個呈陣列分布的第二陣列微孔。采用本發明技術方案解決了微細電解加工中存在加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差的問題，可用于陣列微孔的高質量批量加工。

技術領域

本發明涉及特種加工工藝的技術領域，特別涉及一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工裝置及方法。

背景技術

柴油發動機具有功率大、能耗低、可靠性高等優勢，是各類拖拉機、收割機等農用機械的主要動力裝置。缸套是柴油發動機燃燒室的關鍵零件之一，長時間處于高溫、高壓和潤滑不良的工作狀態，極易發生磨損失效而引起發動機故障。研究表明，在缸套表面加工陣列微坑等微織構能夠起到增強流體動壓潤滑效應、儲存雜質磨粒等作用，有效改善缸套零件的摩擦磨損性能，延長缸套零件的使用壽命。因此，在缸套表面加工出尺寸可控、一致性好的微坑陣列結構，對提升柴油機的工作性能、降低其使用和維護成本具有重要的工程實用價值。

目前，微織構的加工方法主要有機械加工、激光加工、電解加工及復合加工技術等。其中，電解加工利用電化學陽極溶解原理以離子形式去除材料，具有工具無損耗、無切削力、加工表面完整性好等優勢，在微細加工領域展現出廣闊的應用潛力。但是，微細電解加工還存在如加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差等問題。

發明內容

本發明意在提供一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工裝置及方法，解決了微細電解加工中存在加工定域性差、加工效率低、微結構一致性差的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種表面微坑陣列結構超聲平動射流電解加工裝置，包括設置在機床主軸上的超聲振動發生器和位于超聲振動發生器下方的液體分液裝置，所述液體分液裝置為內部中空且底部開口的箱體，所述液體分液裝置上設有進液口，所述液體分液裝置內設有液體緩沖層，所述液體緩沖層上開設有多個漏液孔，所述液體分液裝置連接有由上至下依次設置的陰極板、絕緣板和陽極工件，所述陰極板設有多個呈陣列分布的第一陣列微孔，所述陰極板的底部設有多個位于第一陣列微孔橫向和縱向上的雙向導流槽，所有的所述雙向導流槽將所有的第一陣列微孔相互連通，所述陰極板上還連通有對稱設置的導出管，所述絕緣板上設有多個呈陣列分布的第二陣列微孔，所述陽極工件與陰極板之間電連接有電源，所述陽極工件上加工出目標陣列微孔。

進一步的，所述液體分液裝置與陰極板之間設有密封墊圈，所述密封墊圈上開有與螺栓相配合的第一光孔。

進一步的，所述陰極板的底部還設有包覆在導流槽外的O型環槽，所述O型環槽上分別設有與對應導出管連通的對稱導出孔，所述O型環槽內對稱卡合有O型密封圈，兩個所述O型密封圈之間留有與對稱導出孔寬度相同的間隙。

進一步的，所述液體分液裝置、陰極板、螺栓、墊圈為不銹鋼材質；所述密封墊圈、O型密封圈材質為橡膠。

進一步的，所述導出管通過焊接方法與陰極板成45°角連接，所述導出管的材質為不銹鋼，所述導出管的內孔直徑Φ≤d₁，其中d₁為對稱導出孔的直徑。

進一步的，所述陰極板與絕緣板保持一定壓力接觸，該壓力范圍在1kN-10kN且應滿足下列公式：

F＝KΔd₂₂，Δd₂∈[0.1d₂,0.5d₂]

其中，K為O型密封圈的彈性系數，d₂為O型密封圈的直徑，Δd₂為O型密封圈的直徑方向形變量。