一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法及实现装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115255525A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210971292.8(22)申请日2022.08.12(71)申请人南京农业大学地址210095江苏省南京市玄武区卫岗1号(72)发明人王峰沈奕鸣罗秒信兴霖(51)Int.Cl.B23H3/00(2006.01)B23H3/10(2006.01)B23H11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法及实现装置(57)摘要本发明公开了一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法及实现装置，属于电解加工技术领域。包括有机玻璃腔体、十字槽盘头螺钉、不锈钢套管、多孔阴极、通液管、管接头、密封垫、掩膜板、工件、安装板，其特点在于通过更换不锈钢套管和多孔阴极，在同一工艺装置上实现固定阴极射流掩膜电解加工模式和扫描阴极射流掩膜电解加工模式，能够满足表面微结构的高一致性掩膜电解加工需求、降低工艺装置设计制造成本；在固定阴极射流掩膜电解加工模式下，能够实现电解液正向流动和反向流动，适用于不同精度要求表面微结构的加工。CN115255525ACN115255525A权利要求书1/1页1.一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法，其特征在于：采用多孔阴极(4)对覆盖掩膜板(8)的工件(9)进行电解加工，不锈钢套管(3)和安装板(10)分别与电源负极、正极相连接，进而将电场能量传导至加工区域；通过调控不锈钢套管(3)、多孔阴极(4)在工件(9)表面的覆盖范围，实现固定阴极射流掩膜电解加工模式和扫描阴极射流掩膜电解加工模式；采用固定阴极射流掩膜电解加工模式时，不锈钢套管(3)和多孔阴极(4)沿竖直方向运动至预设加工间隙位置，然后保持静止，电解液从通液管(5)流入加工区域，并从多孔阴极(4)顶端流出时，形成反向流动；电解液从多孔阴极(4)顶端流入加工区域，并从通液管(5)流出时，形成正向流动；采用扫描阴极射流掩膜电解加工模式时，不锈钢套管(3)和多孔阴极(4)沿竖直方向运动至预设加工间隙位置，然后沿水平方向做往复扫描运动，电解液从多孔阴极(4)顶端流入加工区域，并从有机玻璃腔体(1)和不锈钢套管(3)的空隙中流出，多孔阴极(4)底端喷射的电解液产生流体动压力，将掩膜板(8)动态压紧贴合于工件(9)；流体动压力非作用区域，掩膜板(8)产生1～10μm的微量自由变形。2.根据权利要求1所述的表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法，其特征在于：采用扫描阴极射流掩膜电解加工模式时，多孔阴极(4)与工件(9)的加工间隙为0.2～1mm，不锈钢套管(3)与多孔阴极(4)沿水平方向往复扫描速度为500～3000mm/min，多孔阴极(4)顶端的电解液入口压力为0.05～0.2MPa；采用固定阴极射流掩膜电解加工模式时，多孔阴极(4)与工件(9)的加工间隙为0.1～0.5mm，正向流动和反向流动的电解液入口压力都为0.1～0.2MPa。3.一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工实现装置，包括有机玻璃腔体(1)、十字槽盘头螺钉(2)、不锈钢套管(3)、多孔阴极(4)、通液管(5)、管接头(6)、密封垫(7)、掩膜板(8)、工件(9)、安装板(10)，其特征在于：所述有机玻璃腔体(1)两侧开设有管螺纹，管接头(6)下端与有机玻璃腔体(1)紧密旋合、上端与通液管(5)采用过盈配合；厚度为0.05～0.1mm的掩膜板(8)覆盖于工件(9)表面，并通过十字槽盘头螺钉(2)与安装板(10)顶部开设的螺纹孔，将有机玻璃腔体(1)、掩膜板(8)、工件(9)和安装板(10)连接为一体；所述多孔阴极(4)外壁与不锈钢套管(3)的内壁紧密贴合，多孔阴极(4)由不锈钢颗粒高温烧结制成，其孔隙率为20％～50％、孔径为5～50μm。4.根据权利要求3所述的表面微结构多功能射流掩膜电解加工实现装置，其特征在于：采用固定阴极射流掩膜电解加工模式时，不锈钢套管(3)侧壁开设有凹槽，在凹槽内部设置有密封垫(7)，通过紧定螺钉将密封垫(7)与不锈钢套管(3)紧固连接；电解加工过程中，密封垫(7)与有机玻璃腔体(1)的内壁紧密贴合，抑制加工区域的电解液泄漏。5.根据权利要求3所述的表面微结构多功能射流掩膜电解加工实现装置，其特征在于：所述掩膜板(8)采用环氧树脂材料制成，借助皮秒激光方法在掩膜板(8)上加工镂空图案；采用扫描阴极射流掩膜电解加工模式时，多孔阴极(4)单次扫描距离不小于掩膜板(8)镂空图案宽度的两倍。2CN115255525A说明书1/3页一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法及实现装置技术领域[0001]本发明涉及一种表面微结构多功能射流掩膜电解加工方法及实现装置，属于电解加工技术领域。