[发明专利]一种电解加工平面曲折群沟槽的装置

说明书

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，更具体地说，涉及一种电解加工平面曲折群沟槽的装置。

背景技术

具有微结构的表面称为微结构功能表面，这种功能表面直接影响零部件的使用性能，在许多领域均显示出重要的应用价值。其中表面带有曲折微沟槽结构的零部件在传热特性、流体动力学特性、能量转换特性、化学反应特性、仿生特性、摩擦特性等方面表现出与光滑表面更为优异的特点，广泛用于燃料电池双极板、微热交换器、微反应器、活塞缸减摩降阻等中。

对于平面曲折微沟槽，目前的加工方法主要有：冲压成形、机械加工、激光加工、电火花加工、电解加工等。其中，电解加工技术具有非接触、无切削力、与材料强度硬度等机械性能无关、无工具损耗、效率高等优点，为金属表面平面曲折微沟槽结构的高质量低成本加工提供了有效途径。但电解加工时的电场、流场等需要认真考虑和恰当设计，否则加工的精度和效率等难以得到有效保证。

也有研究者提出平板电极电解转印加工方法，但平板电极制备方法工艺繁琐，由于掩模板到工件有一定距离，所以电场依旧存在一定的分散，影响加工精度。

对于研究者提出的激光与电解联合加工环槽的方法，其加工区依靠激光控制，对设备要求较高；该方法加工环槽时采用中空激光，而加工其他异型弯槽时需采用其他异型中空激光，对激光焦点形貌控制的难度非常大。

对于研究者提出的电解线车削窄深沟槽方法，流场上采用喷液方式供给电解液，另外工件高速旋转，甩出电解产物一定程度上造成丝线抖动问题；电场上采用电极上多层包覆的多电位电场约束，工艺复杂，并且加工过程中很难保证多层包覆结构不被冲毁；该方法只能加工外环槽，不能加工其他弯槽。

对于研究者提出的微群槽连续电解加工方法，依靠外部工具电极进给，圆弧金属薄板缓慢旋转，实现金属薄板外侧环槽的加工，并不适用于平面曲折沟槽的加工。

综上所述，如何有效地解决平面曲折微沟槽加工难度大、精度低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电解加工平面曲折群沟槽的装置，该电解加工平面曲折群沟槽的装置的结构设计可以有效地解决平面曲折微沟槽加工难度大、精度低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电解加工平面曲折群沟槽的装置，包括具有腔体的夹具，所述腔体内嵌有用于安装工件的衬底，所述工件上表面贴合安装有硬质模板，所述硬质模板上开设有蛇形流道，所述硬质模板的上表面贴合安装有阴极板；所述夹具上分别开设有进液口和出液口，所述进液口用于向所述腔体内注入电解液与气体，且所述进液口与所述硬质模板之间设置有用于将所述电解液与所述气体均匀混合的网孔板。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，所述网孔板并列设置有多级，相邻两级所述网孔板之间具有预设间隙。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，多级网孔板的顶端和底端分别通过底板和顶板连接，且所述顶板与所述腔体的顶面贴合、所述底板与所述腔体的底面贴合。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，所述进液口与所述出液口分别位于所述硬质模板的两侧。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，所述阴极板、所述硬质模板与所述工件通过机械压力紧密贴合。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，所述阴极板、所述硬质模板与所述工件通过锁扣夹紧。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，还包括直流电源，所述直流电源的正极与所述工件电性连接，负极与所述负极板电性连接。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，还包括用于盛放所述电解液的水槽和存储有气体的气瓶，所述水槽与所述进液口之间连接有水泵，所述气瓶与所述进液口之间连接有气泵，所述出液口与所述水槽连接。

优选地，上述电解加工平面曲折群沟槽的装置中，所述硬质模板的蛇形流道为通过3D打印或微铣削工艺形成。

本发明提供的电解加工平面曲折群沟槽的装置包括夹具，夹具具有腔体，腔体内嵌有衬底，衬底用于安装工件，工件上表面贴合安装有硬质模板，硬质模板的上表面贴合安装有阴极板，硬质模板上开设有蛇形流道；夹具上分别开设有进液口和出液口，进液口用于向腔体内注入电解液与气体，且进液口与硬质模板之间设置有用于将电解液与气体均匀混合的网孔板。