[发明专利]一种复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法

说明书

本发明公开一种复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法，包括以下步骤：(1)制作复合电极，复合电极包括至少两个电极块，复合电极对应多级微结构，一个电极块用于加工一个微结构，电极块与多级微结构一一对应；(2)将复合电极安装在电火花加工机床上，通过复合电极对工件加工多级微结构；(3)随着复合电极工作时间的增加，复合电极会发生损耗；(4)在电火花加工机床上设置水平线切割装置，利用水平线切割装置对已经损耗的复合电极进行切割修整补偿；(5)使用经切割修整补偿后的复合电极继续进行对工件的多级微结构的加工。本发明复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法的修整补偿效率高、简单方便。

技术领域

本发明涉及多级微结构加工技术领域，特别是涉及一种复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法。

背景技术

目前，用于制作多级微结构的方法有光刻胶热熔法、光敏玻璃热成形法、离子交换法、飞秒激光法、车削方法、铣削方法、光电反应刻蚀法、聚焦离子束刻蚀与沉积法和化学气象沉积法等方法。

光刻、刻蚀等方法工艺较成熟，兼容性较好，也可实现批量生产，但其成本高、效率低，且只适合一级或简单的二级微结构；离子交换法、飞秒激光法和聚焦离子束等能量加工方法可实现纳米级的精密结构的加工，但成本高、效率低，且只适合一级或简单的二级微结构，均一性差且难以批量生产；单点金刚石车削方法可完成复杂结构的高面型精度的加工，但效率低，且在加工多级表面微结构时难以对刀，刀具轨迹难以拟合，加工三级及三级以上微结构时，须多次加工同一微结构，数控编程困难，且难以对刀，很难保证高质量基准面的切削加工，同时由于刀具的磨损也无法实现后续高质量、高均匀多级微结构的切削加工。而电火花加工被证明为一种简单而有效的多级微结构的加工方法，但其依旧存在着电极损耗的问题，电极损耗后需要对电极进行修整补偿，但现有技术中对电极的修复步骤繁琐、效率低下，操作不便。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种简单方便、效率高的复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法，包括以下步骤：

(1)制作复合电极，所述复合电极包括至少两个电极块，所述复合电极对应多级微结构，一个所述电极块用于加工一个微结构，所述电极块与所述多级微结构一一对应；各个所述电极块的表面几何尺寸由对应的所述微结构的表面几何尺寸确定，根据所述微结构的深度确定对应的所述电极块的电极材料的放电速度，继而确定对应所述电极块的电极材料；将各个所述电极块固定在一起制作成所述复合电极；

(2)将所述复合电极安装在电火花加工机床上，通过复合电极对工件加工多级微结构；

(3)随着所述复合电极工作时间的增加，所述复合电极会发生损耗，由于所述复合电极中不同的所述电极块的放电速度及电极损耗的差异，会导致损耗后的复合电极的形貌会与初始形貌不同；

(4)在电火花加工机床上设置水平线切割装置，并使所述复合电极的所有电极块的底端均位于所述水平线切割装置的切割电极丝的下方，然后利用所述水平线切割装置对已经损耗的复合电极进行切割修整补偿；

(5)使用经切割修整补偿后的复合电极继续进行对工件的多级微结构的加工。

优选地，所述电极块的材料为黄铜、紫铜、铝、铜钨合金、钼、不锈钢及石墨中的一种或几种。

优选地，所述铜钨合金中铜的含量为40％，钨的含量为60％，或者铜的含量为20％，钨的含量为80％。

优选地，所述电极块为9个。

本发明复合电极加工多级微结构的在位修整补偿方法相对于现有技术取得了以下技术效果：