[发明专利]一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法

说明书

本发明提供的一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置，包括供电模块、电解液模块、夹具和五层结构，五层结构由上阴极块、上遮蔽模板、待加工工件、下遮蔽模板和下阴极块依次贴合形成；夹具内形成腔体；五层结构在腔体内被夹具压紧，用于分隔腔体；上下遮蔽模板都开有上下贯穿的微流道，上下阴极块与微流道对齐，使得电解液从微流道流过时加工该工件。本发明通过五层结构将各个加工区隔离，通过微流道设计出侧向冲液更好地冲刷杂质，通过上下阴极块规划出垂直电场使得加工精度更高，通过夹具压紧五层结构使得工件不会抖动，能够在金属工件上下表面同时高效加工出尺寸一致性好、加工精度高、表面质量好的阵列微沟槽结构。本发明还提供加工方法。

技术领域

本发明涉及微沟槽加工技术领域，尤其涉及一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法。

背景技术

随着电子元器件朝着微小型、精密型、集成型方向发展，越来越多的零部件表面使用了微结构来提高产品的性能。其中，微筛网、微喷丝嘴、微掩模板、微光栅等表面存在大量的微沟槽结构，使零部件表现出优异的筛分特性、熔融物成形特性、图案成形特性、信号传递特性等。

目前微沟槽结构的加工方法主要有：机械加工、激光加工、电火花成形和线切割加工、电解加工等。机械加工中刀具与工件之间存在作用力，导致加工后的工件产生变形，得到的沟槽一般有边角毛刺等缺陷；激光加工由于热效应的影响，在沟槽表面存在重熔层和翻边，在对表面质量要求严格的使用场合必须进行磨料气射流或化学研磨等二次加工；电火花成形与线切割加工存在工具损耗，需要制作成形电极或加工前需要穿丝、张紧，加工后的工件表面同样存在重熔层和热影响区，在要求较高的场合需要进行二次加工，并且在实际加工中存在断丝现象，影响加工效率。

从原理上来讲，电解加工(ECM)具有非接触、与材料硬度强度无关、无切削力、高材料去除率、无工具损耗等优点，可以保证加工后工件无应力变形，所以电解加工技术为难加工金属表面微沟槽结构的高效率、低成本、高稳定性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。

现有技术的缺点：专利201210250510.5提出的方法需要在工件上开微小孔，并且所开孔数要与预期加工槽数相等，对难加工材料表面开孔已经是技术难题，并且穿丝、张紧工作步骤繁琐；所采用的外部多喷头冲液方式需要对每个加工区进行对准，对准度不佳时直接影响加工稳定性。

专利201710282730.9提出的方法由于左右挡板要安装丝线，并进行进给，所以实际上丝线横跨整个工件，只能加工左右贯穿槽，无法加工非贯穿型微沟槽。

专利201710311839.0提出的射流电解加工方法，虽然能实现微沟槽的高效率、高精度加工，但由于射流扫过后已加工表面仍然有较多的电解液，容易继续腐蚀已加工表面，使已加工表面发黑，进而导致加工表面质量下降。

专利CN201610801107.5提出的微群槽连续电解加工方法供液方面是依靠外部喷嘴对加工区喷液，并且对不同的工位需布置相对应的喷嘴，随着加工深度的增加，电解液进入加工区的量逐渐减少，一定程度上影响加工稳定性。

专利200810022328.8提出的反拷方案，即便能加工出群条状电极，在成形电极电解加工微沟槽时也要对流场进行合理设计，否则很难维持电解加工稳定性。

发明内容

本发明提供了一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法，利用电解加工的方法，实现在金属工件上下表面同时高效加工出尺寸一致性好、加工精度高、表面质量好、上下贯穿，左右不贯穿的阵列微沟槽结构。

本发明提供的一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置，包括供电模块、电解液模块、夹具、上阴极块、上遮蔽模板、待加工工件、下遮蔽模板和下阴极块；

所述夹具内形成腔体，所述腔体设置有入液口和出液口，用于输入输出电解液；