CN203076737U - 金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备 - Google Patents
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Abstract
金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，包括机床、电解液循环装置、排状群电极、计算机和配有正极和负极的电源，所述的机床、所述的电解液循环装置以及所述的排状群电极均与所述的计算机电连接，并同时受控于所述的计算机中配置的机床数控系统；所述的排状群电极根据待加工工件的形状选择性的安装在所述的机床的主轴或者电解液循环装置上，且所述的排状群电极与电源的负极电连接，所述的待加工工件相应的安装在所述的电解液循环装置上或者机床的主轴上、并与电源的正极电连接。本实用新型的有益效果是：实现简单形状电极加工复杂结构的微织构，不必制作掩模板，加工周期短，加工效率高；避免加工后工件表面变形及“二次加工”，加工质量好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备。
背景技术
金属表面微细结构形貌(如微凹坑、微沟槽等)，以其优异的降低摩擦、减小磨损和提高承载能力等特性，己经被证明是改善摩擦副表面摩擦学性能的一种有效手段。随着微织构应用需求的提高，微造型技术日益发展起来。到目前为止，在金属表面加工出微织构的方法包括微细切削、超声加工、微细电火花加工、微细电解加工、LIGA技术、光刻技术、电子束刻蚀、反应离子刻蚀、表面喷丸、激光表面微造型等。
微细切削加工、超声加工等存在刀具磨损，且沟槽周围存在材料隆起，需二次加工。微细电火花加工、电子束刻蚀、反应离子刻蚀、激光加工等材料表面存在热影响区，易变形，且离子束、电子束加工设备投资较高。表面喷丸技术加工过程中有力的作用，沟槽周围存在应力，造成材料变形。LIGA技术、光刻技术等加工工艺复杂，需要制作专门的掩模板，工件加工周期长，设备投资高。微细电解加工由于其以离子形式对材料进行去除的特点，且加工中无力的作用，加工后材料表面光滑、无热影响区等，可以在微细沟槽加工中得到应用。
发明内容
本实用新型针对目前微织构加工方法存在的投资高、工艺方法复杂、加工周期长、存在刀具磨损的问题，提出了一种可以采用同一工具电极加工出不同结构形状的微织构，工艺简单，生产周期短，可控性好的金属表面微织构群电极直写微细电解加工方法及专用设备。
金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：包括机床、电解液循环装置、排状群电极、计算机和配有正极和负极的电源，所述的机床、所述的电解液循环装置以及所述的排状群电极均与所述的计算机电连接，并同时受控于所述的计算机中配置的机床数控系统；所述的排状群电极根据待加工工件的形状选择性的安装在所述的机床的主轴或者电解液循环装置上，且所述的排状群电极与电源的负极电连接，所述的待加工工件相应的安装在所述的电解液循环装置上或者机床的主轴上、并与电源的正极电连接；
所述的电解液循环装置包括储液槽、电解槽、压力泵、加热器和温度计，所述的压力泵的进液口与所述的储液槽管道连接、出液口通过管道与所述的电解槽连接；所述的电解槽中溢流出来的电解液重新通过管道流回所述的储液槽中，并且所述的电解槽固定在所述的机床的XY工作台上；所述的加热器和所述的温度计放置在所述的储液槽内。
进一步，所述的待加工工件为平面结构时，所述的排状群电极安装在所述的机床的主轴，所述的待加工工件安装在所述的电解槽中。
或者，所述的待加工工件为圆柱状结构时，所述的排状群电极安装在所述的电解槽中，所述的待加工工件安装在所述的机床的主轴上。
进一步，所述的压力泵出液口处的管道上设有过滤器。
进一步，所述的压力泵与所述的电解槽之间的管道上设有流量计和压力表。
进一步，所述的排状群电极采用机械方法、电化学加工方法或电火花加工法制备。
使用时，先根据待加工工件的外形选择排状群电极的安装位置，当待加工工件为平面结构时，排状群电极安装在机床的主轴上，待加工工件安装在电解槽中；当待加工工件为圆柱状结构时，排状群电极安装在所述的电解槽中，待加工工件安装在机床的主轴上，然后开启计算机，并相应开启计算机中配置的数控机控系统，设定好相应的参数后，将排状群电极与电源的负极相连，将待加工工件与电源正极相连，加工开始，通过调整机床数控系统控制调节排状群电极与待加工工件之间的加工间隙，并且在电源接通状态下，电解反应开始进行，同时在待加工工件表面加工出微织构。
本实用新型的有益效果是：实现简单形状电极加工复杂结构的微织构，不必制作掩模板，使加工周期大为缩短，提高了加工效率；采用电解加工方法，可避免加工后工件表面存在的变形及“二次加工”，工件加工质量较好，并避免目前加工方法所存在的刀具磨损、设备投资高、工艺复杂等不足。
附图说明
图1是本实用新型的装置图（待加工工件为平面结构，箭头代表主轴的旋转方向和运动方向）。
图2是本实用新型的装置图（待加工工件为圆柱状结构，箭头代表主轴的旋转方向和运动方向）。
图3是本实用新型可加工的平面微织构结构图。
图4是本实用新型可加工的曲面微织构结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型
参照附图：
实施例1金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，包括机床1、电解液循环装置2、排状群电极3、计算机4和配有正极和负极的电源，所述的机床1、所述的电解液循环装置2以及所述的排状群电极3均与所述的计算机4电连接，并同时受控于所述的计算机4中配置的机床数控系统；所述的排状群电极3根据待加工工件5的形状选择性的安装在所述的机床1的主轴11或者电解液循环装置2上，且所述的排状群电极3与电源的负极电连接，所述的待加工工件5相应的安装在所述的电解液循环装置2上或者机床1的主轴11上、并与电源的正极电连接；
所述的电解液循环装置2包括储液槽21、电解槽22、压力泵23、加热器24和温度计25，所述的压力泵23的进液口与所述的储液槽21管道连接、出液口通过管道与所述的电解槽22连接；所述的电解槽22中溢流出来的电解液重新通过管道流回所述的储液槽21中，并且所述的电解槽22固定在所述的机床1的XY工作台12上；所述的加热器24和所述的温度计25放置在所述的储液槽21内。
进一步，所述的待加工工件5为平面结构，所述的排状群电极3安装在所述的机床1的主轴11，所述的待加工工件5安装在所述的电解槽22中。
进一步，所述的压力泵23出液口处的管道上设有过滤器26。
进一步，所述的压力泵23与所述的电解槽22之间的管道上设有流量计27和压力表28。
进一步，所述的排状群电极3采用机械方法、电化学加工方法或电火花加工法制备。
待加工工件5为平面结构，此时，排状群电极3安装在机床1的主轴11上，待加工工件5安装在电解槽22中，然后开启计算机4，并相应开启计算机4中配置的数控机控系统，设定好相应的参数后，将排状群电极3与电源的负极相连，将待加工工件5与电源正极相连，加工开始，通过调整机床数控系统控制调节排状群电极3与待加工工件5之间的加工间隙，并且在电源接通状态下，电解反应开始进行，同时在待加工工件5表面加工出微织构。
实施例2 本实施例与实施例1的不同之处在于：待加工工件5为圆柱状结构，排状群电极3安装在所述的电解槽22中，待加工工件5安装在机床1的主轴11上，其余结构和实施方式与实施例1相同。
待加工工件5为圆柱状结构，此时，排状群电极3安装在电解槽22中，待加工工件5安装在机床1的主轴11上，然后开启计算机4，并相应开启计算机4中配置的数控机控系统，设定好相应的参数后，将排状群电极3与电源的负极相连，将待加工工件5与电源正极相连，加工开始，通过调整机床数控系统控制待加工工件5随机床1的主轴11作旋转及Z方向运动，排状群电极3夹持于电解槽22内，XY工作台12带动排状群电极3，并且在电源接通状态下，电解反应开始进行，在待加工工件5表面加工出微织构。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (6)
1.金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：包括机床、电解液循环装置、排状群电极、计算机和配有正极和负极的电源，所述的机床、所述的电解液循环装置以及所述的排状群电极均与所述的计算机电连接，并同时受控于所述的计算机中配置的机床数控系统；所述的排状群电极根据待加工工件的形状选择性的安装在所述的机床的主轴或者电解液循环装置上，且所述的排状群电极与电源的负极电连接，所述的待加工工件相应的安装在所述的电解液循环装置上或者机床的主轴上、并与电源的正极电连接；
所述的电解液循环装置包括储液槽、电解槽、压力泵、加热器和温度计，所述的压力泵的进液口与所述的储液槽管道连接、出液口通过管道与所述的电解槽连接；所述的电解槽中溢流出来的电解液重新通过管道流回所述的储液槽中，并且所述的电解槽固定在所述的机床的XY工作台上；所述的加热器和所述的温度计放置在所述的储液槽内。
2.如权利要求1所述的金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：所述的待加工工件为平面结构时，所述的排状群电极安装在所述的机床的主轴，所述的待加工工件安装在所述的电解槽中。
3.如权利要求1所述的金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：所述的待加工工件为圆柱状结构时，所述的排状群电极安装在所述的电解槽中，所述的待加工工件安装在所述的机床的主轴上。
4.如权利要求2或权利要求3所述的金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：所述的压力泵出液口处的管道上设有过滤器。
5.如权利要求4所述的金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：所述的压力泵与所述的电解槽之间的管道上设有流量计和压力表。
6.如权利要求1所述的金属表面微织构群电极直写微细电解加工设备，其特征在于：所述的排状群电极采用机械方法、电化学加工方法或电火花加工法制备。
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