CN207787889U - 一种高速冲液微细群电极制备装置 - Google Patents

Abstract

一种高速冲液微细群电极制备装置，包括射流喷头、电极夹持部分和T型圆盘，所述射流喷头的中心处设有空腔，所述空腔的底部设有电极导向孔，所述射流喷头底部设置喷头出液孔，所述射流喷头内设置有液体腔，所述液体腔包括上部液体腔和下部液体腔，所述上部液体腔上设置有进液孔，所述进液孔通过供液管连接电解液槽，所述上部液体腔和下部液体腔之间设有分流板，所述分流板上设有圆周阵列凹槽状的通孔；所述电极导向孔与喷头出液孔同轴均与所述下部液体腔连通。本实用新型提供了一种高速冲液微细群电极制备装置，可实现高效、高精度、低成本的微细群圆柱电极制备。

Description

一种高速冲液微细群电极制备装置

技术领域

本实用新型涉及射流电解加工中微细电极制备技术领域，尤其是涉及一种高速冲液微细群电极制备装置。

背景技术

射流电解加工基于金属电化学溶解原理，以离子形式去除材料，成型工件表面精度和尺寸均可达到微米级以下。与传统机械加工相比，射流电解加工具有加工电极无损耗、加工后表面无残余应力、无热影响层、加工表面质量好等优点，因此被广泛应用于金属表面微结构的加工中。然而，微细电极的制备是实现这种方法的关键环节。

电极形状决定了微细电解加工所能达到的尺寸和精度，微细圆柱电极不仅能加工微孔、缝、槽等微织构，还可铣削三微复杂型腔，因此微细圆柱电极的制备尤其重要。目前制作微细电极的方法主要有：浸没法、液膜法及铣削制备，这些方法均能制备所需微细电极，但因加工过程中电场分布和电解液浓度分布不均，易出现非回转式尖端和纺锤形成型电极。因此，如何提高射流电解加工中微细圆柱电极制备形状、精度、效率和成本仍然是急待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种高速冲液微细群电极制备装置，可实现高效、高精度、低成本的微细群圆柱电极制备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高速冲液微细群电极制备装置，包括射流喷头、电极夹持部分和T型圆盘，所述射流喷头的中心处设有空腔，所述空腔的底部设有电极导向孔，所述射流喷头底部设置喷头出液孔，所述射流喷头内设置有液体腔，所述液体腔包括上部液体腔和下部液体腔，所述上部液体腔上设置有进液孔，所述进液孔通过供液管连接电解液槽，所述上部液体腔和下部液体腔之间设有分流板，所述分流板上设有圆周阵列凹槽状的通孔；所述电极导向孔与喷头出液孔同轴均与所述下部液体腔连通；

所述电极夹持部分包括用于夹持工具电极的电极夹具、支撑体和封盖，所述电极夹具安装在射流喷头的空腔内且通过四个键槽与射流喷头固定，所述支撑体位于所述封盖与所述电极夹具之间，所述封盖连接机床主轴；

所述T型圆盘的中部设有圆盘出液孔，所述喷头出液孔插入所述圆盘出液孔内，所述与T型圆盘与所述射流喷头的底部相贴合且可拆卸的固定在射流喷头的底部上，所述喷头出液孔、圆盘出液孔与工具电极同轴配合设置，且工具电极的直径小于喷头出液孔和圆盘出液孔的孔径；

所述工具电极自上而下依次穿过电极导向孔、下部液体腔、喷头出液孔伸入到圆盘出液孔内，所述支撑体连接电源正极，所述T型圆盘连接电源负极。

进一步，所述电极导向孔、喷头出液孔、圆盘出液孔均同轴设置。

再进一步，所述工具电极采用钨棒且呈3×3阵列排布，所述电极导向孔、喷头出液孔、圆盘出液孔均呈3×3阵列设置。

再进一步，所述喷头出液孔的外围呈喇叭口状，且能与圆盘出液孔紧密配合。

更进一步，所述电极夹具、支撑体、封盖和T型圆盘均用金属材料制成。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1、本实用新型结构简单紧凑，生产成本低，利用高速冲液方法，对待加工钨棒侧壁连续冲刷，保证及时带走阳极溶解产物和电流通过电解液时产生的热量，提高了电极材料溶蚀精度；

2、本实用新型采用3×3方形阵列的电极制作方法，与单电极顺序腐蚀制备相比，本装置一次性可成型多个微细圆柱电极，降低了加工成本，节约了加工时间；

3、群电极与圆盘出液孔的同轴设置，保证电极侧壁的电流场呈圆周状扩散，致使电极腐蚀更加均匀；射流喷头与T型圆盘的可拆式配合，便于检测电极加工尺寸；同时分流板使高速电解液由上部液体腔经其通孔流入下部液体腔，改善了液体腔内电解液流动状态，使下部液体腔到喷头出液孔的液体流动更加均匀。

附图说明

图1是本装置总装配图。

图2是本装置工具电极部分放大截面示意图。

图3是射流喷头内部结构示意图。

图4是射流喷头的截面示意图。

图5是工具电极与夹具的装配图。

图6是T型圆盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图6，一种高速冲液微细群电极制备装置，包括射流喷头1、电极夹持部分和T型圆盘6，所述射流喷头1的中心处设有空腔11，所述空腔11的底部设有电极导向孔15，所述射流喷头1底部设置喷头出液孔16，所述射流喷头1内设置有液体腔，所述液体腔包括上部液体腔13和下部液体腔8，所述上部液体腔13上设置有进液孔12，所述进液孔12通过供液管连接电解液槽，所述上部液体腔13和下部液体腔8之间设有分流板17，所述分流板17上设有圆周阵列凹槽状的通孔14；所述电极导向孔15与喷头出液孔16同轴均与所述下部液体腔8连通；

所述电极夹持部分包括用于夹持工具电极7的电极夹具2、支撑体4和封盖3，所述电极夹具2安装在射流喷头1的空腔内且通过四个键槽与射流喷头1固定，所述支撑体4位于所述封盖3与所述电极夹具2之间，所述封盖3连接机床主轴；

所述T型圆盘6的中部设有圆盘出液孔9，所述喷头出液孔16插入所述圆盘出液孔9内，所述与T型圆盘6与所述射流喷头1的底部相贴合且可拆卸的固定在射流喷头1的底部上，所述喷头出液孔16、圆盘出液孔9与工具电极7同轴配合设置，且工具电极7的直径小于喷头出液孔16和圆盘出液孔9的孔径；

所述工具电极7自上而下依次穿过电极导向孔15、下部液体腔8、喷头出液孔16伸入到圆盘出液孔9内，所述支撑体4连接电源正极，所述T型圆盘连接电源负极。

进一步，所述电极导向孔15、喷头出液孔16、圆盘出液孔9均同轴设置。

再进一步，所述工具电极7采用钨棒且呈3×3阵列排布，所述电极导向孔15、喷头出液孔16、圆盘出液孔9均呈3×3阵列设置。

再进一步，所述喷头出液孔16的外围呈喇叭口状，且能与圆盘出液孔9紧密配合。

更进一步，所述电极夹具2、支撑体4、封盖3和T型圆盘6均用金属材料制成。

如图1和图3所示，所述射流喷头1底部设置有喷头出液孔16和六个圆周阵列的螺钉孔10；液体腔在射流喷头1的空腔的外部。电解液采用5％～15％的NaOH溶液，加工电源为5～15V的直流或脉冲电源。

如图5所示，所述封盖3和所述电极夹具2之间设有稳定和导电作用的支撑体4。

如图6所示，所述T型圆盘6的底部设有6个圆周阵列分布的螺钉孔18，所述射流喷头1与T型圆盘6相配合并通过螺钉孔用螺钉5固定加紧。

该装置采用的方法如下：通过支撑体4连接电源正极作阳极，且支撑体4与3×3阵列电极通过电极夹具2连接，T型圆盘6连接电源负极作阴极，电解液通过电解液槽经供液管由电解液进液口12流入到上部液体腔13内，再经过分流板的通孔14流入到下部液体腔8，再通过3×3喷头出液孔16分配到圆盘出液孔9，参与工具电极7与T型圆盘6之间的化学反应，此时在电场作用下阳极表面的金属原子失去电子，阴极表面的氢离子得到电子形成氢气，发生氧化还原反应，阳极电极按照圆孔内壁形状被高速溶解，直到达到直径较小甚至微米级别的微细圆柱电极。

Claims (5)

1.一种高速冲液微细群电极制备装置，其特征在于：包括射流喷头、电极夹持部分和T型圆盘，所述射流喷头的中心处设有空腔，所述空腔的底部设有电极导向孔，所述射流喷头底部设置喷头出液孔，所述射流喷头内设置有液体腔，所述液体腔包括上部液体腔和下部液体腔，所述上部液体腔上设置有进液孔，所述进液孔通过供液管连接电解液槽，所述上部液体腔和下部液体腔之间设有分流板，所述分流板上设有圆周阵列凹槽状的通孔；所述电极导向孔与喷头出液孔同轴均与所述下部液体腔连通；

所述电极夹持部分包括用于夹持工具电极的电极夹具、支撑体和封盖，所述电极夹具安装在射流喷头的空腔内且通过四个键槽与射流喷头固定，所述支撑体位于所述封盖与所述电极夹具之间，所述封盖连接机床主轴；

所述T型圆盘的中部设有圆盘出液孔，所述喷头出液孔插入所述圆盘出液孔内，所述T型圆盘与所述射流喷头的底部相贴合且可拆卸的固定在射流喷头的底部上，所述喷头出液孔、圆盘出液孔与工具电极同轴配合设置，且工具电极的直径小于喷头出液孔和圆盘出液孔的孔径；

所述工具电极自上而下依次穿过电极导向孔、下部液体腔、喷头出液孔伸入到圆盘出液孔内，所述支撑体连接电源正极，所述T型圆盘连接电源负极。

2.如权利要求1所述的一种高速冲液微细群电极制备装置，其特征在于：所述电极导向孔、喷头出液孔、圆盘出液孔均同轴设置。

3.如权利要求1或2所述的一种高速冲液微细群电极制备装置，其特征在于：所述工具电极采用钨棒且呈3×3阵列排布，所述电极导向孔、喷头出液孔、圆盘出液孔均呈3×3阵列设置。

4.如权利要求1或2所述的一种高速冲液微细群电极制备装置，其特征在于：所述喷头出液孔的外围呈喇叭口状，且能与圆盘出液孔紧密配合。

5.如权利要求1或2所述的一种高速冲液微细群电极制备装置，其特征在于：所述电极夹具、支撑体、封盖和T型圆盘均用金属材料制成。