[发明专利]一种液束射流电解加工微坑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解加工微坑的方法，尤其涉及一种液束射流电解加工微坑的方法。

背景技术

在许多制动摩擦副中，工作表面处于相对运动和相互作用的状态中，因此，必然存在着摩擦与磨损现象，它们是工作机械能量损失、效率降低、摩擦副失效、寿命缩短的重要因素之一。研究表明，具有微坑阵列的表面结构能够有效地减小摩擦磨损。而微坑的大小和形状直接影响其储存润滑油的形式，进而影响摩擦副的润滑效果和使用性能。微坑的表面特性和几何特征与加工方法密切相关。

常见的微坑阵列加工方法有：自激振动加工方法、电火花加工法、数控激光珩磨法、微细超声加工法、电解加工法等。其中，电解加工因为具有加工过程中工具与工件不直接接触、无工具电极损耗、加工效率高、工件表面不会产生加工应力、变形及热影响区等优点，是加工微坑、微孔等微细阵列结构的重要技术手段之一，很有发展前景。

目前基于电解加工原理的微坑阵列方法主要有以下几种：

1.掩膜电解加工，通过对图形化掩模所定义的区域进行电化学腐蚀后，在工件待加工表面得到所需的微孔结构阵列。由于此方法每次加工必需掩模，操作繁琐，加工效率低，工艺成本高。

2.群电极式加工，采用微细电极阵列进行分块加工，以获得微坑阵列。由于此方法需要高质量的大长径比的导电微细电极阵列，电极制造难度极大，周期长，成本高；且此方法加工精度及其一致性不易控制，不适用于在曲面上进行微坑加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种液束射流电解加工微坑的方法，能够克服现有微坑阵列加工方法中加工环节复杂、工艺成本高、加工精度偏低等缺点，具有操作简单、适用范围更广、加工精度和加工效率高、工艺成本低的优点。

本发明采用下述技术方案：

一种液束射流电解加工微坑的方法，包括以下步骤

A：将工件置于电解液中，使工件待加工面最高点突出于电解液层，然后加入轻质液态电绝缘介质，使工件待加工表面完全浸没于轻质液态电绝缘介质中；

B：调节喷射电极的喷嘴与工件待加工表面的相对距离；

C：通过喷射电极的喷嘴以电解液液束形式间歇地向工件待加工表面喷射电解液；

D：接通连接于喷射电极负极与工件待加工表面阳极间的电解加工电源，进行电解加工；

E：达到加工要求后，关断电解加工电源，关停喷射电解液液束，取出工件。

所述的轻质液态电绝缘介质为不溶于水的、密度比水小的电绝缘介质。

所述的喷射电极的喷嘴与工件待加工表面的最小距离不小于0.1mm。

所述的喷射电极的喷嘴与工件待加工表面的距离为0.1mm~10mm。

所述的喷射电极由耐酸、碱腐蚀的金属材质制成。

所述的喷射电极上设置有一个或多个喷嘴。

所述的轻质液态电绝缘介质为煤油、硅油或石蜡油。

本发明通过调节所喷射电解液的液束直径大小和喷射时间来控制微坑的大小，通过喷嘴个数来控制微坑数量，通过控制喷射电极和待加工表面的距离来控制加工速度，操作简单，加工精度和加工效率高，适用范围广，加工表面的形状不受限制，加工环节少，工艺成本低。同时，本发明采用轻质液态电绝缘介质作为屏蔽掩膜，适应性好，与被加工面贴合紧密，能始终保护待加工面的非加工部分，易于复原和修正，有效地减弱了加工区域周围的杂散腐蚀效应，提高了微坑加工的定域性和微细尺寸加工能力，加工精度高。

附图说明

图1为本发明所述液束射流电解加工微坑方法使用装置的结构示意图；

图2为电解液冲击开轻质液态电绝缘介质形成液流通道的示意图。

具体实施方式

本发明所述的液束射流电解加工微坑的方法包括以下步骤：

A：将工件5的待加工表面置于电解液8中，使工件5的待加工面最高点突出电解液8层，然后加入轻质液态电绝缘介质4，使工件5待加工表面完全浸没于轻质液态电绝缘介质4中。轻质液态电绝缘介质4为不溶于水的、密度比水小的电绝缘介质。一方面，轻质电绝缘介质4能始终漂浮在电解液8上，不受电解液8循环过程的影响，并能持续包裹住工件5待加工表面；另一方面，轻质电绝缘介质4可作为柔性屏蔽膜，可对工件5非加工区域进行电场屏蔽，且轻质电绝缘介质4能适应任何形状的待加工表面；轻质电绝缘介质4可采用煤油、硅油或石蜡油。