[发明专利]一种提高微细流道加工质量的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及微细精密加工和检测领域，尤其涉及一种提高微细流道加工质量的系统和方法。

背景技术

随着机械和电子技术的不断发展，越来越多的机械或者冷却装置上需要加工出微细的流道，譬如微通道或者微射流结构以及微通道或者微射流阵列结构，主要采用特征尺寸在0.5mm下的微孔或者微槽，这样的微细流道的加工质量尤其是出口的加工质量往往决定着加工和使用效果的好坏。

采用精密机械加工(钻削或者铣削等)、电加工、化学腐蚀加工或者激光加工微细流道，一般往往难以克服的一个问题是必然产生小的残留碎屑，随着加工伴随产生，这些较大的碎屑很容易由于重力和机械力的作用进入并积存在流道内部，镶嵌或者阻塞在流道内，难以甚至无法清除，尤其是在加工完成之后，这些碎屑必然影响流道的流通能力，常常造成机械或者冷却装置性能大幅度降低直至完全失效。

另外，如果不能在加工过程中对这些精细加工的质量进行检测，待加工完成后，通过其它方式进行检测，当质量不合格时，一般就只能造成废品，因为加工量极其微小，装卡的精密程度又特别高，很难进行再次重新装卡，即使可以重新加工，花费的时间和精力也是巨大的。因此，这种微孔或者微槽的大量加工成品率一般都很低。

一般情况下，对这种精细加工的质量检测多半是通过尺寸测量，但是这种微小尺寸的测量比较困难，而流道内部尺寸更是无法测量。

发明内容

本发明提供一种提高微细流道加工质量的系统和方法，用以解决现有技术中加工碎屑易堵塞微细流道，影响微细流道加工质量的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种提高微细流道加工质量的系统，包括：微细流道加工装置、待加工工件、至少一面由所述待加工工件组成的检测腔体、与所述检测腔体密封连接的恒压流体产生装置、以及加工微细流道时固定所述待加工工件的夹具；其中：

所述微细流道加工装置，用于在所述待加工工件上，从所述检测腔体外侧向检测腔体内侧加工微细流道；

所述恒压流体产生装置，用于在加工微细流道过程中，向所述检测腔体内充满恒定压力的流体；其中，腔内流体恒定压力高于加工侧所属环境的压力。

优选地，本发明所述系统还包括：流量监测装置和加工控制装置；

所述流量监测装置，布置在所述恒压流体产生装置与检测腔体间的流体连接通道上，用于在加工得到微细流道时，实时检测所述微细流道外溢流体的瞬时流量；

所述控制装置，用于判断所述流量监测装置监测的流量值是否达到设定的标准值，若是，则向所述微细流道加工装置发送继续加工当前微细流道的命令指示；否则，向所述微细流道加工装置发送加工下一微细流道的命令指示。

进一步地，本发明所述系统中所述恒压流体产生装置具体包括：

压力流体产生源，用于产生压力流体；

压力调节和稳定装置，用于控制产生的所述压力流体以恒定的压力输出至所述检测腔体内。

进一步地，本发明所述系统中，当所述待加工工件为腔体结构时，所述检测腔体为所述待加工工件的内部腔体；当所述待加工工件为非腔体结构时，所述检测腔体为所述待加工工件与定制的壳体密封组合后得到的腔体。

进一步地，本发明所述系统中，所述流体为液体或者气体；所述微细流道的加工方式包括机械加工、电学加工、化学加工或者激光束加工。

其中，当所述流体为液体时，所述液体包括冷却剂和/或润滑剂；当所述流体为气体时，所述气体包括干燥压缩空气。

另一方面，本发明还提供一种提高微细流道加工质量的方法，包括：

步骤1，将待加工工件固定在夹具上；

步骤2，利用恒压流体产生装置向至少一面由所述待加工工件组成的检测腔体内充满恒定压力的流体；

步骤3，利用微细流道加工装置在所述待加工工件上，从所述检测腔体外侧向检测腔体内侧加工微细流道；

步骤4，当加工得到微细流道时，利用所述检测腔体内外存在压力差，通过流体将所述微细流道内加工产生的残渣带出。

优选地，本发明所述方法中，所述步骤4后还包括：

步骤5，利用布置在所述恒压流体产生装置与检测腔体间流体连接通道上的流量监测装置实时检测所述微细流道外溢流体的瞬时流量；

步骤6，利用控制装置判断流量监测装置监测到的流量值是否达到设定的标准值，若是，则向所述微细流道加工装置发送继续加工当前微细流道的命令指示；否则，向所述微细流道加工装置发送加工下一微细流道的命令指示。