[发明专利]一种浮动轴套表面高精度微细电解加工装置及其加工方法

说明书

本发明公开了一种浮动轴套表面高精度微细电解加工装置及其加工方法，解决了现有活动掩膜无法满足精密设备的高精度微细电解的技术问题。本发明包括可拆卸的箱体，箱体包括分别与电源阴极和电源阳极相连的阴极段和阳极段，阴极段设置有电解液进口和电解液出口，阴极段和阳极段之间设置有阴阳极隔离板，所述浮动轴套定位设置在阳极段内，阳极段靠近阴阳极隔离板的一端设置有覆盖浮动轴套的非电解加工区域的屏蔽盖板，浮动轴套的轴孔中设置有屏蔽柱，浮动轴套的电解加工面设置电解掩膜，所述电解液进口和电解液出口通过压力控制单元与储存电解液的电解液槽相连。本发结构设计和系统设计巧妙，通过静压力能够使活动掩膜适应各种电解加工工况。

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，特别是指一种浮动轴套表面高精度微细电解加工装置及其加工方法。

背景技术

掩膜电解加工至今仍是制备金属表面微细结构的主流技术之一。常规掩膜电解加工通常涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等一系列繁杂的操作步骤来制备掩膜，而且制备的掩膜是粘结于工件表面上的，不可复用，加工后必须破坏去掉。因此，常规掩膜电解加工工艺成本高、工艺质量控制难度大，加之现有的技术手段极难在曲面上光刻成形精细图形结构，使得它的工业应用受到一定的限制。

为解决上述问题，开发出了活动掩膜电解加工技术。利用活动掩膜电解加工精细结构时，掩膜不是粘结连接，而是无粘贴合于工件表面上的，且可反复使用。这大大提高了工艺操作的简便性并降低了工艺成本，还很大程度上改善了掩膜电解加工在非平面体上加工的适应性。但是，如同研究发现的掩膜微细电解加工中，光刻胶的厚度以涂覆的方式对加工过程影响较大。如果传统的粘结式的掩膜，光刻胶涂覆较薄则容易发生侧面腐蚀，而且也容易发生剥落，影响加工出的工件形状；如果光刻胶涂覆太厚，就会使得加工间隙的增大，将会影响加工的效率和精度。同样地，活动掩膜与工件之间的贴合效果严重影响加工精度，直接决定着工艺的可行性和质量。

为解决活动掩膜的贴合问题，授权公告日为2017.01.11、授权公告号为CN106312206A的发明专利公开了一种活动掩膜电解加工装置与方法，该装置包括设有进液孔的压板、金属多孔介质、掩膜、工件阳极和电解加工电源；基于该装置，金属多孔介质置于压板和掩膜之间并紧密贴合于工件阳极上且对压板施压并固定好；金属多孔介质和工件阳极分别与电解加工电源的负极和正极连接；从压板上的进液孔向金属多孔介质中泵入电解液并从金属多孔介质四周流出；接通电解加工电源开始电解加工，当达到加工要求后断开电源，停止供液。

上述技术方案采用金属多孔介质作为压力传递件，如其背景技术中所介绍，使用金属多孔介质代替了具有很好渗流特性的电绝缘柔性多孔物，利用了金属多孔介质的抗压性和传力特性，来改善贴合时极间物质传输的顺畅性和流场分布的均匀性。但是正如其专利文本中所介绍的，金属多孔介质具有抗压性和传力特性，但是延展性远不如柔性多孔物，并不能适应在各种工件的端面上使活动掩膜达到完全贴合效果，特别是对应用在航空航天领域中的精密设备来说，上述专利的技术方案并不能满足其需求。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种浮动轴套表面高精度微细电解加工装置及其加工方法，解决了现有活动掩膜无法满足精密设备的高精度微细电解的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种浮动轴套表面高精度微细电解加工装置，包括可拆卸的箱体，箱体包括分别与电源阴极和电源阳极相连的阴极段和阳极段，阴极段设置有电解液进口和电解液出口，阴极段和阳极段之间设置有阴阳极隔离板，所述浮动轴套定位设置在阳极段内，阳极段靠近阴阳极隔离板的一端设置有覆盖浮动轴套的非电解加工区域的屏蔽盖板，浮动轴套的轴孔中设置有屏蔽柱，浮动轴套的电解加工面设置电解掩膜，所述电解液进口和电解液出口通过压力控制单元与储存电解液的电解液槽相连。

进一步地，所述压力控制单元包括连接在电解液进口与电解液槽之间的进液管道、连接在电解液出口与电解液槽之间的回液管道，进液管道上设置有过滤器和变量泵和/或压力表，进液管道或/和回液管道上均设置有开关阀。