[发明专利]一种基于微细盘状电极在线制备的微阵列结构微细电解周铣加工方法

说明书

一种基于微细盘状电极在线制备的微阵列结构微细电解周铣加工方法，属于微细特种加工领域。解决了现有微阵列结构加工中存在“二次装夹”、加工表面质量差，同时微阵列结构加工刀具易损耗等问题。本发明首先、对盘状电极毛坯在线进行微细电火花线切割加工，制备出微细盘状电极；其次，将制备完成的微细盘状电极作为工具电极对待加工工件在线进行微细电解周铣加工，从而在待加工工件的表面上加工出微阵列结构。本发明主要用于制备微阵列结构。

技术领域

本发明属于微细特种加工领域，涉及到微细盘状电极的微细电火花线切割在线制备与 微阵列结构在线微细电解周铣的加工方法。

背景技术

随着微机械电子系统的发展，微零件加工受到国内外学者的广泛关注。微细电加工技 术(包括微细电火花加工技术和微细电化学加工技术)因其非接触加工、不存在加工应力、 加工材料广泛且特别适合加工硬脆性材料等优点，在微零件的加工中具有独特优势。以微 阵列结构为代表的微零件在半导体工业、亲疏水性、生物医学、仿生嗅觉等方面具有重要 应用，众多国内外学者开展了相关研究。

对现有技术的文献检索发现，国内外己见诸报导的微阵列结构加工方法主要涉及光刻 技术、微细电加工技术、激光加工技术、微磨削加工技术和模具注塑技术等。2013年中国台湾高雄应用科技大学利用光刻技术进行微棱镜阵列的加工，但存在加工工艺复杂且有腐蚀液。2008年韩国国立首尔大学利用束电极进行掩膜板阵列方孔的微细电火花加工， 但加工中束电极存在严重损耗。2010年英国拉夫堡大学开展微槽阵列的激光加工研究， 得到的加工表面粗糙度较大且加工精度难以控制；2015年华南理工大学通过微磨削进行 薄膜电池弱光发电的微透镜阵列的加工，但微机械刀具存在“二次装夹”问题且加工中易磨 损。对于模具注塑法而言，虽然该工艺具有高效、成本低的优点，但微注塑成型加工表面 易出现缺陷。以上加工方法虽然都可以实现微阵列结构的加工，但存在加工精度低、电极 磨损或表面质量差等方面的问题。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明是为了解决现有微阵列结构加工中存在“二次装夹”、加工表面质量差，同时 微阵列结构加工刀具易损耗等问题，本发明提出了一种基于微细盘状电极在线制备的微阵 列结构微细电解周铣加工方法。

一种基于微细盘状电极在线制备的微阵列结构微细电解周铣加工方法，该方法包括如 下步骤：

步骤一、对盘状电极毛坯在线进行微细电火花线切割加工，制备出微细盘状电极；

步骤二、将制备完成的微细盘状电极作为工具电极对待加工工件在线进行微细电解周 铣加工，从而在待加工工件的表面上加工出微阵列结构。

优选的是，步骤一中，对盘状电极毛坯在线进行微细电火花线切割加工是在微细加工 机床的微细电极丝工位上实现；

步骤二中，将制备完成的微细盘状电极作为工具电极对待加工工件在线进行微细电解 周铣加工是在微细加工机床的分度旋转装置工位上实现。

优选的是，微细加工机床包括工控机、电火花加工短路检测系统、高频脉冲电源、高 速主轴、机床工作平台、电火花工作液循环系统、电火花工作液槽、微细电极丝、标准棒、伺服控制系统、电解工作液循环系统、电解工作液槽、电解加工短路检测系统、电解电源、 Z轴伺服装置、X/Y轴伺服装置和分度旋转装置；

高速主轴、电火花工作液槽和电解工作液槽固定在机床工作平台上；电火花工作液循 环系统用于将电火花工作液送至盘状电极毛坯所在的加工区域，并通过电火花工作液槽回 收利用；工控机通过伺服控制系统控制X/Y轴伺服装置运动，从而使机床工作平台在X 轴或Y轴方向运动；

工控机还用于控制高速主轴的输出转速，高速主轴输出轴通过夹头与标准棒的一端连 接，标准棒的另一端与盘状电极毛坯或微细盘状电极相装配；