[发明专利]运丝微细电解线切割工艺

说明书

技术领域

本发明的一种运丝微细电解线切割工艺，属于微细电解加工领域。

背景技术

微细电解加工是基于电化学离子去除原理来微量溶解工件的技术，理论上可以达到单个原子尺度的加工精度，具有高效、低成本、与材料硬度无关、不产生加工应力等原理上的优势，在微细加工方面存在着巨大的发展潜力。微细电解线切割是电解原理和线切割形式相结合的一种新型微细电解加工技术，由于线电极没有损耗，可以采用微米级直径金属丝做电极，加工出小至数微米的切缝。

电解加工过程中产生气泡和固体加工产物，如果这些加工产物不能及时排出，蓄积在加工区内，将会导致加工区局部电解液成分、浓度发生很大程度的改变，从而降低加工反应速度甚至中断加工。当采用线电极去电解加工高深宽比微细结构的时候，由于侧面间隙通常缩小到数微米甚至达到亚微米尺度，加工产物极易蓄积在加工区，造成短路，使加工无法持续进行。

为了有效地移除电解产物，保证加工的持续进行，常规电解加工主要利用高压、高速的电解液流动来带走反应产物。但在微细电解加工时，由于电极本身尺寸微小，高冲液压力可能导致电极发生振动甚至变形损坏；且由于加工间隙微小，电解液沿程压力损失大，外部冲液对加工区域内部较深处电解液的扰动和更新能力很弱。目前微细电解加工改善电解产物排出、更新加工间隙内部电解液的途径有工具电极高速旋转、工具电极间歇回退、线电极轴向微幅振动和PZT压电陶瓷高频振动。线电极轴向微幅振动利用线电极表面与电解液之间的固壁引力带动电解液在加工间隙内流动，可以在一定程度上改善加工间隙内流场，提高产物排出效率和加快电解液更新，提高加工稳定性和加工精度，但是加工过程中仍存在固体加工产物和气泡附着在线电极和工件表面的问题，加工产物排出效果仍需进一步改善。如何更好地解决加工过程中加工产物及时、稳定排出的问题，已成为电解线切割工艺进一步发展的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对现有微细电解线切割技术中加工产物排出困难，提供一种可以显著提高加工精度和加工稳定性的运丝微细电解线切割工艺。

一种运丝微细电解线切割工艺，采用金属材质线电极，其中电解运丝的方式为单向运丝、或往复运丝、或微幅振动运丝，其特征在于：上述线电极表面存在微织构。

本发明采用带有表面微织构线电极通过运丝对改善加工产物排出这一工艺改善加工产物排出和电解液更新。微织构作用是：                                               提高线电极的亲水性，增强线电极表面对溶液分子的吸附能力；增强线电极对电解液及加工产物带动作用，增强运丝过程中加工产物和加工区废旧电解液的排出，并改善运丝增强新鲜电解液进入加工区域的效果；亲水的微织构使得加工过程中气泡难以附着在线电极中，改善加工区域气泡的排出效果。

所述的运丝微细电解线切割工艺，其特征在于：上述微织构为微凸起、微凹坑、微沟槽中的一种或几种结构组合。上述微织构为单一结构阵列，或单一结构无序排列，或多种结构有序排列，或多种结构无序排列。

附图说明

图1是运丝微细电解线切割示意图；

图2表面是带有微凸起的线电极局部示意图；

图3表面是带有微凹坑的线电极局部示意图；

图4表面是带有微沟槽的线电极局部示意图；

图5表面是带有微螺纹的线电极局部示意图；

图中标号名称：1、脉冲电源，2、工件，3、线电极。

具体实施方式

图1是采用带有表面微织构线电极的运丝微细电解线切割示意图。其特点是加工过程中，线电极在进给的同时沿线电极轴向同步实现运丝，利用线电极与电解液之间的固壁引力带动电解液流动，改善加工产物的排出和加快电解液更新。

下面结合图1说明实施本发明——“一种采用带有表面微织构线电极的运丝微细电解线切割工艺”的操作过程。

（1）    连接好设备，开启电源，打开控制软件；

（2）    将工件2和电极丝3分别安装到电解液槽和机床主轴，并在电解液槽中注入适合高度的电解液；

（3）    工件2接脉冲电源1正极，线电极3接脉冲电源1负极，打开脉冲电源1开关；

（4）    通过控制软件设定线电极3相对于工件2的运动轨迹；

（5）    通过控制软件控制线电极对刀、进给，并实现同时运丝功能，实现轨迹或者结构的加工。