CN107008981A - 微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法，微沟槽电火花加工工具电极包括层叠贴合连接的表皮导电层、低电阻率导电层和高电阻率导电层，且贴合后的厚度端面为加工面；低电阻率导电层与高电阻率导电层设有多层，表皮导电层设有两层；两个表皮导电层分别位于层叠的低电阻率导电层和高电阻率导电层的两个侧壁；低电阻率导电层与高电阻率导电层间隔设置；且，两个表皮导电层内部分别贴紧设有高电阻率导电层。每个低电阻率导电层都由两个高电阻率导电层包夹；提高了微沟槽电火花加工工具电极的刚度；且高电阻率导电层比低电阻率导电层损耗大得多，使得低电阻率导电层始终保持有足够的长度，进而具有自修整能力，使用寿命更长。

Description

微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及到电火花工具电极领域，特别是涉及到一种微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法。
背景技术
表面微沟槽是光伏产品、生物化学产品、电子产品领域广泛应用的微结构，目前主要采用微磨削、微切削和微电火花加工等制备表面微沟槽结构。但微磨削、微切削和微电火花加工工具均会发生损耗，需要进行及时修整，难以长时间加工，而且微切削不适合于高强度和高硬度材料；另一方面，对于大深宽比微沟槽，工具刚度、稳定性等是影响加工质量的重要因素，上述技术均存在工具刚度和/或稳定性的问题。因此，如何解决上述困难，是推动微沟槽结构加工技术发展的关键所在。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种具有自修整能力的微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法。
本发明提出一种微沟槽电火花加工工具电极，包括层叠贴合连接的表皮导电层、低电阻率导电层和高电阻率导电层，且贴合后的厚度端面为加工面4；低电阻率导电层与高电阻率导电层设有多层，表皮导电层设有两层；两个表皮导电层分别位于层叠的低电阻率导电层和高电阻率导电层的两个侧壁；低电阻率导电层与高电阻率导电层间隔设置；且，两个表皮导电层内壁分别贴紧设有高电阻率导电层。
进一步地，表皮导电层与低电阻率导电层的材质相同。
进一步地，表皮导电层为10-30μm铜箔。
进一步地，低电阻率导电层为50-100μm铜箔。
进一步地，高电阻率导电层为20-50μm锡箔。
还提出了一种微沟槽电火花加工工具电极的制备方法，包括：
将表皮导电层、低电阻率导电层和高电阻率导电层按照依照上述的微沟槽电火花加工工具电极的排列顺序层叠组合；
对叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊，得到整体电极原材料；
将整体电极原材料切割成微沟槽电火花加工工具电极。
进一步地，对叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊，得到整体电极原材料的步骤中，热扩散焊的温度为500℃、保温时间为2h且压力为2Mpa。
本发明微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法，其中微沟槽电火花加工工具电极中的每个低电阻率导电层都由两个高电阻率导电层包夹；提高了微沟槽电火花加工工具电极的刚度；且高电阻率导电层比低电阻率导电层损耗大得多，使得低电阻率导电层始终保持有足够的长度，进而具有自修整能力，使用寿命更长。
附图说明
图1是本发明微沟槽电火花加工工具电极一实施例的结构示意图；
图2是本发明微沟槽电火花加工工具电极另一实施例的结构示意图；
图3是本发明微沟槽电火花加工工具电极第三实施例的结构示意图；
图4是本发明微沟槽电火花加工工具电极的制备方法一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明微沟槽电火花加工工具电极一实施例，包括层叠贴合连接的表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2，且贴合后的厚度端面为加工面4；低电阻率导电层3与高电阻率导电层2设有多层，表皮导电层1设有两层；两个表皮导电层1分别位于层叠的低电阻率导电层3和高电阻率导电层2的两个侧壁；低电阻率导电层3与高电阻率导电层2间隔设置；且，两个表皮导电层1内壁分别贴紧设有高电阻率导电层2，表皮导电层1起到保护高电阻率导电层2形状的作用，且防止高电阻率导电层的流失；表皮导电层1、高电阻率导电层2和低电阻率导电层3的厚度依次增加。
使用旋转运动的圆盘工具带动微沟槽电火花加工工具电极对不锈钢工件坯料进行往复电火花加工，由于沟槽电火花加工工具电极的加工面4的电阻率不同，随着加工深度的增加，沟槽电火花加工工具电极端面的加工面4电阻率高的部分损耗较大，而电阻率低的部分损耗较小，加工面4逐渐形成多条微沟槽，工加工面4的微沟槽结构也同时复制到不锈钢工件加工表面；每个低电阻率导电层3都由两个高电阻率导电层2包夹，提高了微沟槽电火花加工工具电极的刚度；且高电阻率导电层2比低电阻率导电层3损耗大得多，使得低电阻率导电层3始终保持有足够的长度，进而具有自修整能力，使用寿命更长；在微沟槽电火花加工过程中，低电阻率导电层3损耗时，高电阻率导电层2也随之损耗，保证低电阻率导电层3正常工作；进而整体微沟槽电火花加工工具电极的修整频率降低，加工效果稳定，而且高电阻率导电层2保护低电阻率导电层3，整体微沟槽电火花加工工具电极的刚度更高，更稳定；高电阻率导电层2对低电阻率导电层3起支撑保护，提高了微沟槽电火花加工工具电极的刚度，因此微沟槽电火花加工工具电极特别适合于大深宽比微沟槽的电火花加工。
表皮导电层1为10-30μm铜箔、低电阻率导电层3为50-100μm铜箔、高电阻率导电层2为20-50μm锡箔。
其中高电阻率导电层2的厚度小于低电阻率导电层3的厚度，保证低电阻率导电层3加工出微沟槽。
表皮导电层1的厚度小于高电阻率导电层2的厚度，可以在保护高电阻率导电层2的基础上减少微沟槽电火花加工工具电极的成本。
在本实施例中，表皮导电层1与低电阻率导电层3的材质相同。
表皮导电层1为30μm铜箔、低电阻率导电层3为100μm铜箔、高电阻率导电层2为50μm锡箔。
参照图1，在实施例1中，微沟槽电火花加工工具电极的排列方式是30μmCu、50μmSn、100μm Cu、50μm Sn和30μm Cu。
在本实施例中，可以一次加工一条微沟槽，用于加工需要微沟槽较少的微沟槽结构。
参照图2，在实施例2中，微沟槽电火花加工工具电极的排列方式是为30μmCu、50μmSn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μmCu、50μm Sn和30μm Cu。
在本实施例中，可以一次加工五条微沟槽，用于加工需要微沟槽较多的微沟槽结构。
参照图3，在实施例3中，微沟槽电火花加工工具电极的排列方式是为30μmCu、50μmSn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μm Cu、50μm Sn、100μmCu、50μm Sn和30μm Cu。
在本实施例中，可以一次加工五条微沟槽。微沟槽电火花加工工具电极为圆柱形，其周向表面为加工面4，可以用于加工圆形和弧度大于半径的弧圆形。
参照图4，本发明还提出了一种微沟槽电火花加工工具电极的制备方法，包括：
S1、将表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2按照依照上述的微沟槽电火花加工工具电极的排列顺序层叠组合；
S2、对叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊，得到整体电极原材料；
S3、将整体电极原材料切割成微沟槽电火花加工工具电极。
在上述步骤S1中，表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2都为平整的箔片形，表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2层叠后构成微沟槽电火花加工工具电极的基本组成单元。
在上述步骤S2中，对上述叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊可以使表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2中每相邻的箔片都粘贴到一起。
参照图3，在上述步骤S3中，切割整体电极原材料采用电火花线切割或激光切割；切割成的微沟槽电火花加工工具电极可以是矩形或圆柱形，其加工面4为表皮导电层1、低电阻率导电层3和高电阻率导电层2层叠箔片的厚度方向外表面；矩形的微沟槽电火花加工工具电极用于对平面加工；圆柱形的微沟槽电火花加工工具电极用于对平面、圆形和弧形加工。
步骤S2中，热扩散焊的温度为500℃、保温时间为2h且压力为2Mpa。
本发明微沟槽电火花加工工具电极及其制备方法，其中微沟槽电火花加工工具电极中的每个低电阻率导电层3都由两个高电阻率导电层2包夹，提高了微沟槽电火花加工工具电极的刚度；且高电阻率导电层2比低电阻率导电层3损耗大得多，使得低电阻率导电层3始终保持有足够的长度，进而具有自修整能力，使用寿命更长。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种微沟槽电火花加工工具电极，其特征在于，包括层叠贴合连接的表皮导电层、低电阻率导电层和高电阻率导电层，且贴合后的厚度端面为加工面；
所述低电阻率导电层与高电阻率导电层设有多层，所述表皮导电层设有两层；
两个所述表皮导电层分别位于层叠的所述低电阻率导电层和高电阻率导电层的两个侧壁；
所述低电阻率导电层与高电阻率导电层间隔设置；且，两个所述表皮导电层内壁分别贴紧设有所述高电阻率导电层。
2.根据权利要求1所述的微沟槽电火花加工工具电极，其特征在于，所述表皮导电层与所述低电阻率导电层的材质相同。
3.根据权利要求1所述的微沟槽电火花加工工具电极，其特征在于，所述表皮导电层为10-30μm铜箔。
4.根据权利要求1所述的微沟槽电火花加工工具电极，其特征在于，所述低电阻率导电层为50-100μm铜箔。
5.根据权利要求1所述的微沟槽电火花加工工具电极，其特征在于，所述高电阻率导电层为20-50μm锡箔。
6.一种微沟槽电火花加工工具电极的制备方法，其特征在于，包括：
将表皮导电层、低电阻率导电层和高电阻率导电层按照权利要求1所述的微沟槽电火花加工工具电极的排列顺序层叠组合；
对叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊，得到整体电极原材料；
将整体电极原材料切割成微沟槽电火花加工工具电极。
7.根据权利要求6所述的微沟槽电火花加工工具电极的制备方法，其特征在于，所述对叠层组合后的金属薄片进行真空压力热扩散焊，得到整体电极原材料的步骤中，所述热扩散焊的温度为500℃、保温时间为2h且压力为2Mpa。
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