[发明专利]超声协同气膜屏蔽辅助微细电解的加工方法及装置

权利要求书

1.一种超声协同气膜屏蔽辅助微细电解的加工方法，其特征在于，将工件紧密连接在超声振动装置的超声变幅杆上，工件通过超声振动装置接电源的正极，所用针状工具电极由工具电极夹头夹紧固定在喷嘴内，工具电极下端从喷嘴的出液口伸出，工具电极通过喷嘴接电源的负极；高速电解液通过进液口进入喷嘴的电解液腔内，然后经过喷嘴下端出液口包覆着工具电极高速喷出至工件表面，参与工具电极与工件间的电化学反应；同时高压气体通过进气口进入喷嘴的气体腔，然后通过喷嘴下端出液口周围的环形出气口喷出，喷出时气体包覆在电解液束周围形成一层气膜，约束了电解液束了电解液直径；加工时，工件固定不动，机床带动喷嘴和工具电极向工件方向进给，保持工件和工具电极间一定的加工间隙，包覆高压气膜的高速电解液喷射到超声作用的工件上，实现稳定高效的加工，获得所需的微结构。

2.如权利要求1所述的超声协同气膜屏蔽辅助微细电解的加工方法，其特征在于，加工工件在超声振动作用下，产生一定频率和幅度的振动。超声能场作用下，间隙内电解液压力较大，限制了包覆在电解液束外面的气体进入到电解液束中，同时间隙高压抑制了间隙气泡增大，使电解液可以保持较高的电导率；另一方面，超声振动促进了间隙电解产物的排出，从而增加了材料的蚀除速度。

3.一种实现如权利要求1所述的超声协同气膜屏蔽辅助微细电解的加工方法的装置，其特征在于，所述装置包括超声振动装置、喷嘴、喷嘴帽、工具电极夹头、电解液槽和工作台，所述喷嘴与喷嘴帽通过螺纹连接，所述喷嘴帽通过螺纹连接在机床上；所述喷嘴内有电解液腔与气体腔，电解液腔上设置有与其相连的进液口，气体腔也设置有与其相连的进气口，并通过供气管外接空气压缩机，所述喷嘴气体腔位于电解液腔下方，加工时电解液通过电解液腔从喷嘴轴心下端小孔流出，气体通过气体腔从喷嘴下端环形出气口喷出；

所述工具电极夹头在所述喷嘴内部，通过上端部与喷嘴帽接触，下端部与喷嘴内腔接触实现固定；所用针状工具电极被所述工具电极夹头夹紧，工具电极穿过喷嘴轴心处空腔探出喷嘴出液口；

所述超声振动装置竖直放置在所述工作台上，工件通过螺纹连接固定在所述超声振动装置变幅杆上；所述超声振动装置振动参数如振幅、频率可以通过超声电源及其控制器进行调节，所述超声振动装置通过其法兰和所述工作台凹台进行螺栓连接实现固定；

所述电解液槽平放在所述工作台上，所述电解液槽底部中间部分设有通孔，超声振动装置从通孔中穿过，所述电解液槽与所述超声振动装置连接部分设有密封环，防止电解液渗透到超声振动装置换能器部分。所述电解液槽底部两侧对称设有两个通孔，两通孔各向外延伸有圆管槽，两圆管状槽分别穿过所述工作台上的两个通孔，加工时电解液通过所述电解液槽的圆管槽流入所述工作台下方的电解液循环箱中。所用工件加工时位于所述喷嘴下方且通过超声振动装置与电源正极连接，所用工具电极通过喷嘴与电源负极相连。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所用工件通过螺纹连接直接与超声振动装置的变幅杆相连,且工件加工面平行于工作台面。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述超声振动装置在喷嘴下方且竖直固定在工作台上，所述超声振动装置下端部分穿过工作台通孔。

6.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述进气口、进液口均水平布置，所述出液口及工具电极均竖直分部，所述出气口呈一定角度出气，工具电极与出气口、出液口同轴布置。

7.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所用工具电极为钨料，且呈针状，尖端部分直径小于100微米。