一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置的制造方法
【专利摘要】本发明专利公开了一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括配液体、前密封端盖和后密封端盖；配液体包括外结构层、半圆弧状结构层、置于外结构层和半圆弧状结构层之间的轴向贯穿的导流槽；半圆弧状结构层的弧面设有轴向走向的交错均匀分布的出液槽和凸台，两相邻的出液槽与凸台之间的圆心角为3°~10°；凸台沿轴向方向等间距（d）地设有进液孔；前密封端盖和后密封端盖分别与配液体的两个轴向端可拆式密封联接；引流槽与导流槽连通。本发明的装置利于极间多孔介质填充型掩膜电解加工方法的电解产物排出，可提高圆柱形工件阳极表面的流场分布均匀性，进而提高电解加工质量，尤其适合于圆柱曲面电解加工，且结构简单、操作方便、工艺成本低。
【专利说明】
一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置
技术领域
[0001]本发明属于电解加工领域，尤其涉及一种用于圆柱曲面掩膜电解加工的装置。
【背景技术】
[0002]制备于金属构件表面的微坑阵列不仅能够储存润滑油，改善润滑性能，提高工件使用寿命，还能够增加产品的散热和传质效率。目前微坑阵列的主要加工方法有电火花加工、精密机械加工、激光加工以及电解加工等多种。掩膜电解加工作为电解加工的一种形式，因能批量加工，成为微坑阵列结构的主流加工方法之一。目前掩膜的固定方式主要是粘结式，但这种形式的掩膜制备工艺相当复杂且对阳极工件的表面质量要求相当高。为简化掩膜的制备工艺，提高掩膜的使用次数，一种可被重复使用的活动掩膜被开发出来，加工时采用柔性多孔物在外力的作用下来固定此种掩膜。但由于柔性多孔物的参与，也带来了诸多问题，如流场分布不均，电解产物排出困难等。
[0003]为解决以上问题，专利号为2015620849219.9的实用新型专利公布了一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的阴极，在一定程度上改善了极间流场的均匀性，促进了电解产物的排除，但这种阴极装置只能把活动掩膜固定在平面型的阳极工件表面上。对于圆弧形工件，这种阴极装置显然不太适用。因此，为实现活动式掩膜在圆弧面上的固定与贴合，本专利发明了一种能够把活动掩膜固定贴合在圆柱面上的阴极装置。
【发明内容】
[0004]本发明专利的目的是提供了一种能把活动掩膜固定贴合在圆柱曲面上并且能够提高极间流场的均匀性、促进电解产物顺利排除的阴极装置。
[0005]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括配液体、前密封端盖和后密封端盖;所述的配液体包括外结构层、半圆弧状结构层、置于外结构层和半圆弧状结构层之间的轴向贯穿的导流槽;所述的半圆弧状结构层的弧面设有轴向走向的交错均匀分布的出液槽和凸台，两相邻的出液槽与凸台之间的圆心角为3°?10°;所述的凸台沿轴向方向等间距(d)地设有进液孔;所述的前密封端盖和后密封端盖分别与配液体的两个轴向端可拆式密封联接;所述的引流槽与导流槽连通。
[0006]所述的出液槽的深度为0.5mm?2mm。
[0007]所述的出液槽的宽度为0.5mm?2mm。
[0008]所述的进液孔的直径为0.2mm?1mm。
[0009]所述的间距d为0.5mm?5mm。
[0010]所述的配液体的材质为铝、铜等金属材料。
[0011]将前密封端盖、前密封垫和后密封端盖、后密封垫分别固定于配液体的轴向两端，形成圆柱曲面电解阴极装置。工作时，把活动掩膜、非金属柔性多孔物、圆柱曲面电解阴极装置中的半圆弧状结构层依次紧密贴合于阳极工件上。被栗入的电解液从前密封端盖的进液口和后密封端盖的进液口进入上述两密封端盖的引流槽中，然后进入配液体的导流槽中。由于导流槽的两端分别被前密封端盖和后密封端盖封闭，被封闭于导流槽中的电解液只好从配液体中的进液孔流出并进入非金属柔性多孔物，然后达到阳极工件的被加工区域。电解产物和过剩的电解液则就近进入出液槽中并最终排出加工区。这样，电解液流入到加工区域以及电解产物的排出都能顺利进行。此外，由于圆柱曲面电解阴极装置中的半圆弧状结构层形状与工件阳极加工廓形相似，且非金属柔性多孔物具有一定的弹性，半圆弧状结构层直径、非金属柔性多孔物厚度、活动掩膜厚度与圆柱体阳极工件直径之间如配合恰当，活动掩膜能很好的贴合在工件表面上。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点是:能方便地把活动掩膜紧密地贴合固定在圆柱形阳极工件上，并能使被加工区域获得均匀分布的流场和电解产物顺畅地排除。
【附图说明】
[0013]图1为电解加工装置三维示意图。
[0014]图2为配液体的结构示意图。
[0015]图3为密封端盖的示意图。
[0016]图4为活动掩膜电解加工电解液液流方向示意图。
[0017]图中标号名称:1、阳极工件;2-1、密封螺栓;3、后密封端盖;2-2、密封螺栓;4后密封垫;2-3、密封螺栓;2-4、密封螺栓;5、进液口； 6、进液口； 7、前密封端盖;8、前密封垫;9、配液体;10、非金属柔性多孔物；11、活动掩膜;9-1-1、螺纹孔;9-2、外结构层;9-1-2、紧固螺纹孔;9-1-3、紧固螺纹孔;9-3、半圆弧状结构层;9-3-1、进液孔;9-3-2、凸台；9-3-3、出液槽；9-4、导流槽;7_1_1、通孔;7_2、引流槽;7_1_2、通孔;7_1_3、通孔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图1至4对本发明专利的实施作进一步描述。
[0019]如图1至4所示，一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括配液体9、前密封端盖7和后密封端盖3。它们的材质均为铝合金。配液体9包括外结构层9-2、半圆弧状结构层9-3、置于外结构层9-2和半圆弧状结构层9-3之间的轴向贯穿的导流槽9-4。导流槽9-4的槽深Imm、槽宽0.65mm。半圆弧状结构层9_3的弧面设有轴向走向的交错均勾分布的出液槽9_3_3和凸台9-3-2。半圆弧状结构层9-3的弧面的圆弧半径为20_。两相邻的出液槽9-3-3与凸台9-3-2之间的圆心角为4°。凸台9-3-2沿轴向方向等间距(d)地设有进液孔9_3_1。同一凸台9-3-2上相邻进液孔9-3-1^的中心距(1为1.5111111、直径为0.5mm。前密封端盖7设有进液口 6、后密封端盖3设有进液口 5。前密封端盖7和后密封端盖3分别与配液体9的两个轴向端可拆式密封联接。引流槽7-2与导流槽9-4连通。
[0020]阳极工件I为直径为18mm的304不锈钢圆柱。
[0021]非金属柔性多孔物10为厚度Imm的聚丙稀过滤膜。
[0022]活动掩膜11为厚度0.3mm的聚氯乙烯柔性薄片。
[0023]如图1所示，使用此装置在圆柱形阳极工件上进行电解加工时，被栗入的电解液从前密封端盖7的进液口 6和后密封端盖3的进液口 5进入上述两密封端盖的引流槽7-2中，然后进入配液体9的导流槽9-4中。按照如图4所示的电解液流动方向，电解液从导流槽9-4中分散流入到各进液孔9-3-1中进而流入到非金属柔性多孔物10中，一部分电解液经由凸台9-3-2两侧的出液槽9-3-3以及非金属柔性多孔物10的侧端直接排出，另一部分经由活动掩膜11上的掩膜微孔到达阳极工件I表面，在电化学作用下对阳极工件I进行刻蚀。由于相邻两凸台9-3-2上的进液口 9-3-1错开分布，因此阳极工件I表面上的电解液分布更加均匀。电解产物则从阳极工件I的刻蚀微坑中排入非金属柔性多孔物10中，进而通过非金属柔性多孔物10的侧边和各个出液槽9-3-3排出。
【主权项】
1.一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括配液体、前密封端盖和后密封端盖;所述的配液体包括外结构层、半圆弧状结构层、置于外结构层和半圆弧状结构层之间的轴向贯穿的导流槽;所述的前密封端盖和后密封端盖均设有引流槽和进液口；所述的半圆弧状结构层的弧面设有轴向走向的交错均匀分布的出液槽和凸台，两相邻的出液槽与凸台之间的圆心角为3°?10°;所述的凸台沿轴向方向等间距(d)地设有进液孔;所述的前密封端盖和后密封端盖分别与配液体的两个轴向端可拆式密封联接;所述的引流槽与导流槽连通。2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征是:所述的出液槽的深度为0.5mm?2mm。3.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征是:所述的出液槽的宽度为0.5mm?2mm。4.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征是:所述的进液孔的直径为0.2mm?Imm05.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征是:所述的间距d为0.5mm?5mm ο6.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征是:所述的配液体的材质为铝、铜等金属材料。
【文档编号】B23H3/00GK105921831SQ201610024619
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】明平美, 周维海, 赵晨昊, 周红梅, 张晓东, 陈竞涛, 毕向阳
【申请人】河南理工大学