[发明专利]一种复合射流微纳加工方法及加工装置

权利要求书

1.一种复合射流微纳加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.将电极丝的上端固定，电极丝的下端穿过喷嘴并悬伸出一定的长度，形成电极丝悬伸端；

b.将纳米抛光颗粒加入电解液，电解液包裹在电极丝表面，电解液通过喷嘴高速喷出时，电解液射流将电极丝悬伸端拉直并对电极丝进行径向位置约束；

c.将电极丝的上端接窄脉宽群脉冲电解电源的负极，工件阳极接窄脉宽群脉冲电解电源的正极；

d.机床主轴带动喷嘴靠近工件阳极，电极丝悬伸端与工件阳极加工表面之间留有加工间隙，电解液射流喷向工件阳极加工表面，电极丝悬伸端和工件阳极加工表面之间产生电解作用，纳米抛光颗粒在电解液带动下对工件阳极加工表面进行抛光作用，电解作用和抛光作用共同实现对工件阳极加工表面的复合加工，直至在工件阳极加工表面获得所需的微结构特征。

2.一种复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的加工装置包括多约束复合喷头（10）、工件阳极（20）和窄脉宽群脉冲电解电源（30）；

所述的多约束复合喷头（10）包括上盖板（11）、橡胶塞（12）、锁紧螺母（13）、电极丝（14）、腔体（15）、喷嘴（16）、O型圈（17）和喷嘴固定套（18）；

所述的腔体（15）为内部有空腔的实体，腔体（15）的上部有与上盖板（11）配装的端面，端面上开有连接孔（152），腔体（15）通过连接孔（152）与上盖板（11）螺纹连接；腔体（15）的侧壁开有电解液入口孔（151），腔体（15）的底部中心开有细长的电解液出口流道（154）；腔体（15）的中心轴处安装有固定套，固定套的中心轴处开有与橡胶塞（12）配装的塞孔（153），固定套向上延伸出端面的部分为上固定套，上固定套侧壁开有对称的U形槽（155），锁紧螺母（13）通过上固定套的外螺纹锁紧橡胶塞（12），固定套位于空腔的部分为下固定套，下固定套的下端面与空腔底部有缝隙；电极丝（14）从装置外部穿过上盖板（11）插入橡胶塞（12），再从电解液出口流道（154）经喷嘴（16）穿出腔体（15）；喷嘴（16）通过间隙配合安装在电解液出口流道（154）的出口端，喷嘴（16）与电解液出口流道（154）之间通过O型圈（17）密封，喷嘴（16）伸出腔体（15）的部分通过喷嘴固定套（18）压紧在腔体（15）的底部；

所述的窄脉宽群脉冲电解电源（30）的正极与工件阳极（20）连通，窄脉宽群脉冲电解电源（30）的负极与电极丝（14）连通；外包电解液的电极丝（14）作用在工件阳极（20）的表面，电解加工工件阳极（20）；

所述的橡胶塞（12）、锁紧螺母（13）、塞孔（153）、电解液出口流道（154）、喷嘴（16）和喷嘴固定套（18）同轴。

3.根据权利要求2所述的复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的上盖板（11）的顶部开有安装螺纹孔，装置通过安装螺纹孔连接在机床主轴上。

4.根据权利要求2所述的复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的橡胶塞（12）为圆台形。

5.根据权利要求2所述的复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的橡胶塞（12）包括对称的两个半圆台形，两个半圆台形的配合面上均开有细长浅槽（121），电极丝（14）嵌入细长浅槽（121）中。

6.根据权利要求1所述的复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的电极丝（14）的侧壁绝缘，电极丝（14）的端面不绝缘，电极丝（14）的整体直径小于等于100μm。

7.根据权利要求1所述的复合射流微纳加工装置，其特征在于：所述的窄脉宽群脉冲电解电源（30）的脉冲频率大于等于100kHz，脉冲宽度小于等于100ns。