[发明专利]一种用于电解加工中阴极绝缘的装置

说明书

一种电解加工中阴极表面绝缘的装置，属于电化学加工领域，该装置包括工具阴极、工件、电解液槽、电源、移动机构；所述电解液槽置于工作台上，电解液槽内有电解液和工件；工件与工具阴极分别接电源的正极、负极；且工具阴极通过阴极夹具安装在移动机构上；所述移动机构与计算机相连；计算机控制移动机构的移动。该装置的特点在于：在需要绝缘的阴极表面制备超疏水微结构，从而实现了工具阴极表面的选择性绝缘，从而实现了将电场约束在加工区域，降低杂散腐蚀和侧壁锥度，提高加工效率和精度的目的。

技术领域

本发明涉及电化学加工领域，尤其涉及到一种用于电解加工中阴极绝缘的装置。

背景技术

电解加工是基于阳极工件电化学溶解的材料去除过程，具有生产效率高，加工范围广泛，表面质量好，无残余应力与塑性变形，无工具损耗等优点，广泛用于航空航天、军工国防等领域。

由于电解加工时难以将电场约束在加工区域，电场分散极易导致工件已加工区域被二次加工，造成杂散腐蚀；并且在加工三维结构时往往造成侧面间隙不断增大，侧壁形成锥状，限制了电解加工制备高精度三维结构的精度。在电解加工中进行电极表面绝缘处理，将电场限定在电极端部，是减小杂散腐蚀，降低侧壁锥度的常用做法。

电极表面绝缘通常采用添加表面绝缘膜的方法，而各种表面绝缘方法也往往存在绝缘膜容易被溶解破坏，与基体结合力不强，或者制膜工序复杂成本高等缺点。超疏水表面在自清洁、防冰防霜、流体减阻、油水分离、微液滴定向传输、防腐防污、生物医学材料等领域展现出了优异的性能，极具应用潜力，本发明利用超疏水表面气体极易取代液体的特性，通过超疏水表面吸附气体形成绝缘气膜，实现电解加工中工具阴极选择性绝缘的功能。

发明内容

本发明的目的是针对电解加工中表面绝缘需求，提供一种可靠便捷的方法，一种电解加工中阴极表面绝缘的方法，在需要绝缘的表面制备超疏水微结构，通过超疏水微结构对气体的吸附，在表面生成绝缘气膜，达到绝缘效果。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种用于电解加工中阴极绝缘的装置，包括工具阴极、工件、电解液槽、电源、移动机构；所述电解液槽置于工作台上，电解液槽内有电解液和工件；工件与工具阴极分别接电源的正极、负极；且工具阴极通过阴极夹具安装在移动机构上；所述移动机构与计算机相连；计算机控制移动机构的移动。

进一步的，所述工具阴极外壁上通过激光扫描或者电化学沉积或者二者结合的方式制备有超疏水结构。

进一步的，所述工具阴极为中空结构。

进一步的，所述工具阴极内通有气体，该气体通过气泵经气管通入到工具阴极内部。

进一步的，所述超疏水结构可吸附电解液中的气泡形成绝缘气膜，实现工具阴极外壁的绝缘。

进一步的，所述电源为脉冲电源。

进一步的，所述工具阴极置于电解液的部分外壁上开设有微小细孔。

有益效果：

1.在工具阴极表面需要绝缘的区域制备超疏水结构，利用超疏水结构在液下对气泡的吸附作用，吸附电解液中气体形成绝缘气膜，实现了工具阴极表面的选择性绝缘，从而实现了将电场约束在加工区域，降低杂散腐蚀和侧壁锥度，提高加工效率和精度的目的。

2.超疏水结构的作用是：①吸附气泡，形成绝缘气膜；②维持绝缘气膜的稳定，防止气膜因冲液等原因被破坏。

3.通过在工具阴极内部开设中空结构，中空阴极的空腔和超疏水表面之间分布有气孔，气泵通过气管向中空阴极输送气体，气体通过气孔直接到达超疏水表面附近，更有利于生成和维持稳定的绝缘气膜。

附图说明

图1是采用超疏水侧壁绝缘阴极电解加工示意图；