[發(fā)明專利]一種用于掩膜電解加工的自吸式?jīng)_液加工裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210144848.6
• 申請(qǐng)日: 2022-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114367711B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)乾;江山;凌興源;倪受東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H3/00
• 分類號(hào): B23H3/00;B23H3/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于掩膜電解加工的自吸式?jīng)_液加工裝置，包括掩模板、夾具體、旋轉(zhuǎn)輪以及孔板式陰極。夾具體設(shè)有進(jìn)液口和出液口；所述的掩模板與夾具體形成相對(duì)密閉的電解液流道腔；所述電解液流道腔被孔板式陰極隔成排液腔和反應(yīng)腔，所述排液腔包括一個(gè)以上的獨(dú)立封閉的泵室，泵室內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)輪，泵室設(shè)有出液口，所述出液口位于旋轉(zhuǎn)輪背離孔板式陰極的一側(cè)；所述進(jìn)液口連通反應(yīng)腔且只能夠使電解液?jiǎn)蜗蜻M(jìn)入，所述旋轉(zhuǎn)輪只能夠使電解液?jiǎn)蜗蛄鞒龀鲆嚎冢凰鲂D(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電解液從反應(yīng)腔透過(guò)孔板式陰極吸入泵室。本發(fā)明通過(guò)在排液腔內(nèi)通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪和隔板形成自吸泵抽取電解液，實(shí)現(xiàn)自吸式?jīng)_液掩膜電解加工，提高電解液傳質(zhì)速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及掩膜電解加工技術(shù)領(lǐng)域，一種用于掩膜電解加工的自吸式?jīng)_液加工裝置。

背景技術(shù)

功能性表面是指具有特殊性能的材料表面，例如減摩表面、減阻表面、傳熱表面、親疏水表面、醫(yī)用表面等等，在航空航天領(lǐng)域、機(jī)械裝備、船舶技術(shù)、高級(jí)汽車開(kāi)發(fā)、醫(yī)療器械等行業(yè)中，應(yīng)用極其廣泛。制備功能性表面的方法有很多，其中通過(guò)在材料表面制備特殊微結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)特定功能性表面的重要手段。掩膜電解加工技術(shù)將具有特定圖案的掩膜板覆蓋在工件陽(yáng)極上，利用電解加工原理在工件上加工出與掩膜類似的圖案。掩膜電解加工過(guò)程無(wú)機(jī)械力作用，不產(chǎn)生大量熱量，加工后工件不存在殘余應(yīng)力和熱影響層，非常適合加工薄壁金屬件。同時(shí)，通過(guò)掩膜結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)密集陣列結(jié)構(gòu)的一次成形，效率極高，被廣泛應(yīng)用于功能性表面的制備。

在掩膜電解加工過(guò)程中，電解液作為電化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，除了傳導(dǎo)反應(yīng)電流外，還起著傳輸電解產(chǎn)物和熱量的作用。加工區(qū)域流場(chǎng)的改善將有利于提升電解液傳質(zhì)速率，進(jìn)而改善掩膜電解加工的精度。在現(xiàn)有的掩膜電解加工技術(shù)中，提高電解液流場(chǎng)傳質(zhì)速率的常見(jiàn)方法是提高電解液流的流速和壓力。然而，由于掩膜電解加工中，陰極和掩膜之間空間較大，而掩膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)區(qū)較為狹小。最終結(jié)果是，電解液流在陰極與掩膜之間流速很高可達(dá)20-25m/s，而在掩膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域流速僅有最高流速的5％左右。若要使反應(yīng)區(qū)流速達(dá)到5m/s的流速，入口處壓力將達(dá)到5MPa左右，對(duì)工裝夾具的密封性要求極高，同時(shí)也造成了極大的能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)下掩膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域流速低的問(wèn)題，提供一種用于掩膜電解加工的自吸式?jīng)_液加工裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于掩膜電解加工的自吸式?jīng)_液加工裝置，包括掩模板、夾具體、旋轉(zhuǎn)輪以及孔板式陰極；所述夾具體設(shè)有進(jìn)液口和出液口；所述的掩模板與夾具體形成相對(duì)密閉的電解液流道腔；所述電解液流道腔被孔板式陰極隔成排液腔和反應(yīng)腔，所述排液腔包括一個(gè)以上的獨(dú)立封閉的泵室，泵室內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)輪，泵室設(shè)有出液口，所述出液口位于旋轉(zhuǎn)輪背離孔板式陰極的一側(cè)；所述進(jìn)液口連通反應(yīng)腔且只能夠使電解液?jiǎn)蜗蜻M(jìn)入，所述旋轉(zhuǎn)輪只能夠使電解液?jiǎn)蜗蛄鞒龀鲆嚎?；所述旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在排液腔內(nèi)形成一組自吸泵，電解液由進(jìn)液口流入反應(yīng)腔，再通過(guò)孔板式陰極吸入排液腔，最后由出液口流出。

本發(fā)明中，所述泵室為兩個(gè)以上，相互之間由隔板分隔，每個(gè)泵室設(shè)有獨(dú)立的出液口。

本發(fā)明中，所述的旋轉(zhuǎn)輪為齒輪或者葉輪。所述的齒輪可以為一對(duì)相互嚙合的齒輪，包括主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪。所述主動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；

本發(fā)明中，包括電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置，電機(jī)包括電機(jī)輸出軸，機(jī)械傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)裝置輸入軸和傳動(dòng)裝置輸出軸，旋轉(zhuǎn)輪的一端與傳動(dòng)裝置輸出軸相連，傳動(dòng)裝置輸入軸與電機(jī)的電機(jī)輸出軸相連。

本發(fā)明中，所述的孔板式陰極采用多孔金屬板；

本發(fā)明中，包括供液管路和電解液槽，所述進(jìn)液口通過(guò)供液管路連接電解液槽。

本發(fā)明中，包括回液管路，所述出液口通過(guò)回液管路連通電解液槽。

本發(fā)明中，所述電解液槽裝有電解液，包括凈液槽和回液槽，凈液槽連通供液管路，回液槽連通回液管路，凈液槽和回液槽之間設(shè)有過(guò)濾器。