專利名稱：柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明中的柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法，屬于電解加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)今工業(yè)技術(shù)的全面發(fā)展，能源緊張問題越來越凸顯出來，降低摩擦副之間摩擦磨損能夠有效的節(jié)約能源?？茖W家普遍認為摩擦副表面的微細織構(gòu)可以存儲潤滑油，顯著減少摩擦，降低能源損耗。摩擦副表面微細織構(gòu)的制造技術(shù)已引起國內(nèi)外研究人員的普遍關(guān)注。曲面摩擦副(如發(fā)動機的活塞/缸體、活塞環(huán)/缸體之間)作為摩擦副的一種，其表面微細織構(gòu)的加工比平面微細織構(gòu)的加工困難很多。
在柱形回轉(zhuǎn)體外表面加工微細織構(gòu)，比較有代表性的研究方法有1)自激振動加工方法，利用加工過程中的自激振動作用，在柱形回轉(zhuǎn)體外表面上產(chǎn)生沿螺旋方向均勻分布的微型凹坑。這種加工方法，工序多，效率低，振幅和頻率調(diào)節(jié)比較麻煩，微坑大小、深度和分布在一定程度上受到限制；2)振動沖擊加工方法，微坑振動沖擊加工裝置裝在機床的中拖板上，柱形回轉(zhuǎn)體裝在機床主軸上以一定的速度旋轉(zhuǎn)，微坑振動沖擊加工裝置可沿軸向和橫向方向進給，通過橫向進給控制微坑的深度，通過電機帶動偏心機構(gòu)在裝置的工具頭上施加低頻振動，依靠振動沖擊在工件上形成具有一定分布規(guī)律和一定尺寸參數(shù)的微坑，這種加工方法，使工件表面發(fā)生了塑性變形，微坑周圍有毛刺和材料隆起，需要二次加工；3)數(shù)控激光珩磨技術(shù)，用激光加工實現(xiàn)表面微坑結(jié)構(gòu)造型，然后再進行珩磨，去除凹坑四周的“翻邊”，這種加工方法成本高；4)超聲加工微坑技術(shù)，表面微坑超聲加工裝置裝在車床的中拖板上，柱形回轉(zhuǎn)體裝在機床主軸上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，微坑超聲加工裝置可沿軸向和橫向方向進給，通過橫向進給控制微坑的深度，通過超聲轉(zhuǎn)換器推動變幅桿給工具頭施加超聲振動，依靠振動沖擊形成具有一定分布規(guī)律和一定尺寸參數(shù)的微坑。這種加工方法，所需機床轉(zhuǎn)速很高，需研制專用機床，且不適合小型工件的加工；5)陶瓷球噴射技術(shù)，使用直徑為數(shù)十微米的陶瓷球高速噴射(v＞100m/s)的方法在柱形回轉(zhuǎn)體表面加工出蜂窩狀微小凹坑?？梢?，這幾種蜂窩狀微坑制造方法存在加工工藝繁瑣、表面質(zhì)量不高，制造成本過高等問題，因此，有必要研究出新的高效率、表面質(zhì)量好，低成本的柱形回轉(zhuǎn)體外表面微細織構(gòu)的制造解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)加工方法的不足，提供一種低成本、高精度且操作簡便的加工方法。
一種柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法，其特征在于包括下列步驟(1)、制作帶有微小孔結(jié)構(gòu)的柔性電解屏蔽膜；(2)、使用屏蔽膜夾持裝置將加工好的柔性電解屏蔽膜固定；(3)、將柱形回轉(zhuǎn)體零件裝夾到零件夾持裝置上，驅(qū)動零件夾持裝置使零件向柔性電解屏蔽膜運動直至二者緊密貼合；(4)、調(diào)整電解液面高度，將零件作為電解陽極，將陽極、陰極分別與電解電源連接，通電實施電解；(5)、電解結(jié)束后，驅(qū)動零件夾持裝置使零件反向運動，脫離柔性電解屏蔽膜，返回初始位置；(6)、控制零件夾持裝置上的零件旋轉(zhuǎn)分度裝置，使零件旋轉(zhuǎn)合適的角度，重新進給并與柔性電解屏蔽膜緊密貼合，再次實施電解；(7)、持續(xù)執(zhí)行第(5)步和第(6)步，直至全部電解加工過程結(jié)束。
如果制作柔性電解屏蔽膜時，將柔性電解屏蔽膜制作成具有絕緣層及金屬層的雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜；電解加工時直接利用其金屬層作為電解陰極。
可見，本發(fā)明的特點是①采用雙層復(fù)合柔性屏蔽膜電解方法加工柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)，常規(guī)普通電解屏蔽膜是不發(fā)生彎曲變形的，而回轉(zhuǎn)體屏蔽膜目前很難制造。本發(fā)明的雙層復(fù)合柔性屏蔽膜是通過機械擠壓變形，在常溫狀態(tài)下將平板屏蔽膜變形為彎曲屏蔽膜，這種方法解決了柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)的制造難題，極大的降低了加工成本，節(jié)約了加工時間；②柔性屏蔽膜電解工藝既可以在薄壁圓筒外表面加工微細織構(gòu)，也可以在實心柱形回轉(zhuǎn)體外表面加工微細織構(gòu)，能夠滿足不同需求的加工要求；③對加工環(huán)境要求低，無需超凈空間，無需加熱。利用本發(fā)明所加工的微細織構(gòu)加工成本低、效率高，且柔性電解屏蔽膜可以多次重復(fù)使用。


圖1是柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法示意圖。
圖2是雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜示意圖。圖2(a)和圖2(b)分別是主視圖和剖視圖。
圖1中標號名稱1、雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜，2、柱形回轉(zhuǎn)體零件，3、零件夾持裝置，4、零件旋轉(zhuǎn)分度裝置，5、柔性電解屏蔽膜夾持裝置，6、電解液。
圖2中標號名稱7、絕緣材料，8、金屬材料。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實例說明實施本發(fā)明--“柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法”的操作過程。
汽車發(fā)動機活塞表面的微小凹槽(微細織構(gòu))能夠有效的起到儲存潤滑油，降低摩擦的作用。在電解加工過程中，擬采用3次電解成形，即每次電解加工活塞外表面的1/3。(當然，也可采用其他次數(shù)的電解成形)。結(jié)合圖1，具體的加工實施過程依次經(jīng)過以下步驟(1)、采用鉆削加工技術(shù)，直接在雙層復(fù)合屏蔽膜上鉆削出直徑為數(shù)十微米的孔陣列，得到柔性電解屏蔽膜(1)；(2)、使用屏蔽膜夾持裝置(5)將柔性電解屏蔽膜(1)固定；(3)、將活塞(2)裝夾到活塞夾持裝置(3)上，驅(qū)動活塞夾持裝置(3)使活塞(2)向柔性電解屏蔽膜(1)運動直至二者緊密貼合；(4)、調(diào)整電解液面高度到達合適高度，將活塞(2)作為電解陽極，并選擇柔性電解屏蔽膜(1)上金屬層作為電解陰極；(5)、實施電解；(6)、電解結(jié)束后，驅(qū)動活塞夾持裝置(3)使活塞(2)反向運動，脫離柔性電解屏蔽膜(1)，回到初始位置；
(7)、控制活塞夾持裝置(3)上的活塞旋轉(zhuǎn)分度裝置(4)，使活塞(2)旋轉(zhuǎn)120°，重新進給并與柔性電解屏蔽膜(1)緊密貼合，實施電解；(8)、再次進行分離、旋轉(zhuǎn)、進給和電解；(9)、完成電解加工。
權(quán)利要求
1.一種柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法，其特征在于包括下列步驟(1)、制作帶有微小孔結(jié)構(gòu)的柔性電解屏蔽膜(1)；(2)、使用屏蔽膜夾持裝置(5)將加工好的柔性電解屏蔽膜固定；(3)、將柱形回轉(zhuǎn)體零件(2)裝夾到零件夾持裝置(3)上，驅(qū)動零件夾持裝置使零件向柔性電解屏蔽膜運動直至二者緊密貼合；(4)、調(diào)整電解液面高度，將零件作為電解陽極，將陽極、陰極分別與電解電源連接，通電實施電解；(5)、電解結(jié)束后，驅(qū)動零件夾持裝置使零件反向運動，脫離柔性電解屏蔽膜，返回初始位置；(6)、控制零件夾持裝置上的零件旋轉(zhuǎn)分度裝置(4)，使零件旋轉(zhuǎn)合適的角度，重新進給并與柔性電解屏蔽膜緊密貼合，再次實施電解；(7)、持續(xù)執(zhí)行第(5)步和第(6)步，直至全部電解加工過程結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法，其特征在于制作柔性電解屏蔽膜(1)時，將柔性電解屏蔽膜制作成具有絕緣層及金屬層的雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜；電解加工時直接利用其金屬層作為電解陰極。
全文摘要
一種柱形回轉(zhuǎn)體零件外表面微細織構(gòu)電解加工方法，屬于電解加工領(lǐng)域。該方法的特點在于，在利用具有微小孔結(jié)構(gòu)的柔性屏蔽膜，采用機械擠壓方式將柱形回轉(zhuǎn)體零件與柔性屏蔽膜緊密貼合，將零件作為陽極進行電解，在柱形回轉(zhuǎn)體表面形成微細織構(gòu)。同時若采用具有絕緣層及金屬層的雙層復(fù)合柔性電解屏蔽膜，則電解加工時可直接利用其金屬層作為電解陰極。采用本發(fā)明的電解加工方法，能夠在柱形回轉(zhuǎn)體零件表面形成微細織構(gòu)，具有制造精度高、速度快和成本低等特性。
文檔編號B23H3/00GK101070605SQ20071002110
公開日2007年11月14日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者朱荻, 曲寧松, 李寒松, 王曉雷 申請人:南京航空航天大學