本發(fā)明涉及到電解加工工具電極領(lǐng)域，特別是涉及到一種導電膜電解加工工具電極及其制造方法和制造裝置。

背景技術(shù)：

電解加工技術(shù)由于是以離子的形式對材料進行去除，使得其在微細制造領(lǐng)域具有重要的應用場景，近年來美國、日本和德國等工業(yè)發(fā)達國家都對微細電解給予了高度的重視。

電解加工原理上工具電極無損耗，可以避免機械加工、電火花加工和激光加工后的熔凝層、熱影響區(qū)和殘余應力等缺陷，只要工件陽極為導電材料就可以進行熔蝕加工，與工件材料的強度和硬度等無關(guān)。

進行電解加工時，工件材料是以離子形式去除，原理上可以達到極高加工精度。但實際加工過程中，由于存在電流場發(fā)散等問題，需要較高的精度控制進行加工。此外，由于要求工具電極導電，工具電極的基體材料一般使用金屬坯料進行切削加工制造，制作加工效率較低，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量較高，切削設(shè)備和切削刀具損耗較大。

因此，如何改進電解加工工具電極的設(shè)計與制造技術(shù)是現(xiàn)在急待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種導電膜電解加工工具電極及其制造方法和制造裝置，用于降低工具電極的加工難度和加工成本。

本發(fā)明提出一種導電膜電解加工工具電極，包括有基體，所述基體由絕緣材料加工而成，所述基體一端為工作面，所述工作面緊貼設(shè)置有導電膜，所述基體上還設(shè)置有導線，所述導線與所述導電膜電連接。

進一步地，所述絕緣材料為塑料或自然纖維材料，所述自然纖維材料包括有木質(zhì)材料或竹質(zhì)材料。

進一步地，所述基體硬度值范圍為40HD～90HD。

進一步地，所述導電膜為導電金屬材料或?qū)щ娔z制造而成的導電膜。

進一步地，所述導電膜厚度范圍為0.1～50μm。

進一步地，所述基體內(nèi)開有導線通孔，所述導線通孔一端通向所述基體的工作面，所述導線穿設(shè)于所述導線通孔內(nèi)，一端與所述導電膜電連接。

本發(fā)明還提出了一種導電膜電解加工工具電極的制造方法，包括，

將易于加工的坯料加工成工具電極的基體，并在所述基體上加工出導線通孔；

在基體的工作面端制備導電膜；

將導線穿過所述導線通孔，并將導線輸出端與所述導電膜電連接。

進一步地，所述在工具電極的基體的工作面端制備導電膜步驟，包括，

將導電金屬材料通過磁控濺射鍍膜的方式覆蓋在所述基體的工作面。

本發(fā)明還提出了一種導電膜電解加工工具的制造裝置，包括，

基體加工單元，用于將易于加工的坯料加工成工具電極的基體，并在所述基體上加工出導線通孔；

鍍膜單元，用于在基體的工作面端制備導電膜；

連接單元，將導線穿過所述導線通孔，并將導線輸出端與所述導電膜電連接。

進一步地，所述鍍膜單元包括有鍍膜模塊，所述鍍膜模塊，用于將導電金屬材料通過磁控濺射鍍膜的方式覆蓋在所述基體的工作面。

本發(fā)明具備以下有益效果：電解加工時，電流場僅從工具電極工作面導電膜發(fā)出，工具電極其它表面均處于絕緣狀態(tài)，電流場聚集度高，可以明顯提高電解加工精度；工具電極的基體采用易切削的絕緣材料作為坯料，使得工具電極的基體的制作加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減??；同時，工作面也容易根據(jù)實際需要加工相應的微結(jié)構(gòu)，以便在使用工具電極工作面進行電解加工時，將預先加工好的微結(jié)構(gòu)復制到被加工工件表面，提高工具電極加工的靈活性和可DIY性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例一種導電膜電解加工工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例一種導電膜電解加工工具電極的其制造方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一實施例一種導電膜電解加工工具電極的制造裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的全部或任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)，具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語，應該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣被特定定義，否則不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

參照圖1，本發(fā)明提出一種導電膜電解加工工具電極，包括有基體1，基體1由易于加工的絕緣材料加工而成，基體1一端為工作面2，工作面2緊貼設(shè)置有導電膜，基體1上還設(shè)置有導線，導線與導電膜電連接。

具體的，絕緣材料為塑料或自然纖維材料，自然纖維材料包括有木質(zhì)材料或竹質(zhì)材料。當然在本發(fā)明的其他實施例中，只要絕緣材料的硬度范圍在40HD～90HD(其中HD為紹氏硬度單位)，例如ABS塑料板或有機玻璃板等，能夠作為工具電極正常進行電解加工，其硬度遠小于常規(guī)金屬工具電極的硬度。這個硬度范圍的絕緣材料加工難度相比于常規(guī)的金屬材料要低好多，而且在加工過程中的加工工具的損耗也很小，使用上述硬度范圍40HD～90HD的易加工絕緣材料能夠降低工具電極的基體1在實際加工時的加工難度，使得基體1的制作加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和工具電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減小，提高使用電解加工進行加工的企業(yè)的市場競爭力。

工具電極的基體1采用易切削的絕緣材料作為坯料，使得工具電極的基體1的制作加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減??；同時，工作面2也容易根據(jù)實際需要加工有微結(jié)構(gòu)，以便在使用工具電極的工作面2進行電解加工時，將預先加工好的微結(jié)構(gòu)復制到被加工工件表面，提高工具電極加工的靈活性和可DIY性。

在工具電極的工作面2鍍有導電膜，導電膜為導電材料制造而成的導電膜。導線一端電連接導電膜，加工時，導線另一端連接電源陰極，被加工的工件接電源陽極，工作面2的導電膜通電后發(fā)出電流場，對工件進行加工。電解加工時，電流場僅從工具電極的工作面2導電膜發(fā)出，工具電極其它表面均處于絕緣狀態(tài)，電流場聚集度高，可以明顯提高電解加工精度。

制造導電膜的材料為導電材料，在本實施例中導電材料可以為導電金屬材料或?qū)щ娔z。導電金屬材料可以通過電鍍、濺射、化學氣相沉積或化學浸鍍的方法覆蓋設(shè)置在基體1的工作面2。

其中，鍍好后的導電膜厚度范圍為0.1～50μm，導電膜越薄，電解加工效率越慢，但加工精度越高，導電膜越厚，電解加工時，加工更快。在本發(fā)明一實施例中，采用30μm的導電膜，通過在基體1表面鍍上30μm的導電膜，既保證了工具電極在工作時的加工精度，又保證了加工效率，當然具體導電膜厚度可以根據(jù)要加工產(chǎn)品的實際情況來進一步選擇適合的導電膜厚度。

在本發(fā)明一實施例中，基體1內(nèi)部開有導線通孔3，導線通孔3一端通向基體1的工作面2，導線穿設(shè)于導線通孔3內(nèi)，一端與導電膜電連接。通過在基體1內(nèi)部開有一導線通孔3，用于穿過導線，導線通孔3一端開口設(shè)置于基體1的工作面2上，導線穿出導線通孔3與導電膜電連接，導線通孔3另一端設(shè)置基體1的其他面，導線穿出與電源連接。通過在基體1內(nèi)部開有導線通孔3能夠避免導線裸露于基體1外表面，直接與其他不相關(guān)的物品接觸，在這里絕緣材料制造而成的基體1對于導線來說相當于保護導線的絕緣層，用于保護導線不直接與其他物品直接接觸后被破壞。

當然，在本發(fā)明的另一實施例中，導線也可以直接設(shè)置在基體1之外，導線一端電連接導電膜，一端連接電源陰極。

本發(fā)明的有益效果是：通過使用絕緣材料代替導電金屬作為工具電極的基體1，使得工具電極的基體1的加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減小，減低了企業(yè)的電解加工成本。

本發(fā)明還提出了一種導電膜電解加工工具電極的制造方法，包括，

S10、將易于加工的坯料加工成工具電極的基體，并在基體上加工出導線通孔。

S11、在工具電極的基體的工作面端制備導電膜。

S12、將導線穿過導線通孔，并將導線輸出端與導電膜電連接。

對于步驟S10，工具電極的基體1采用易切削的絕緣材料作為坯料，使得工具電極的基體1的制作加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減小；同時，加工工具電極的基體1的工作面2也容易根據(jù)實際需要加工有微結(jié)構(gòu)，以便在使用工作面2進行電解加工時，將預先加工好的微結(jié)構(gòu)復制到被加工工件表面，提高工具電極加工的靈活性和可DIY性。

對于步驟S11，在基體1的工作面2一端鍍上一層導電膜，制造導電膜的材料為導電材料，在本實施例中導電材料可以為導電金屬材料或?qū)щ娔z。導電金屬材料可以通過電鍍、磁控濺射、化學氣相沉積或化學浸鍍的方法覆蓋設(shè)置在基體1的工作面2。

在工具電極的工作面2鍍有導電膜，導電膜為導電材料制造而成的導電膜。導線一端電連接導電膜，加工時，導線另一端連接電源陰極，被加工的工件接電源陽極，工作面2的導電膜通電后發(fā)出電流場，對工件進行加工。電解加工時，電流場僅從工具電極的工作面2導電膜發(fā)出，工具電極其它表面均處于絕緣狀態(tài)，電流場聚集度高，可以明顯提高電解加工精度。

在本發(fā)明的一具體實施例中，步驟S11為：將導電金屬材料通過濺射鍍膜的方式覆蓋在基體1的工作面2。

對于步驟S12，基體1內(nèi)部開有導線通孔3，導線通孔3一端通向基體1的工作面2，導線穿設(shè)于導線通孔3內(nèi)，一端與導電膜電連接。通過在基體1內(nèi)部開有一導線通孔3，用于穿過導線，導線通孔3一端開口設(shè)置于基體1的工作面2上，導線穿出導線通孔3與導電膜電連接，導線通孔3另一端設(shè)置基體1的其他面，導線穿出與電源連接。通過在基體1內(nèi)部開有導線通孔3能夠避免導線裸露于基體1外表面，直接與其他不相關(guān)的物品接觸，在這里絕緣材料制造而成的基體1對于導線來說相當于保護導線的絕緣層，用于保護導線不直接與其他物品直接接觸后被破壞。

在本發(fā)明的一具體實施例中，工具電極的基體1的材料是ABS塑件，濺射鍍膜靶材是銅。

該工具電極的制造方法具體為：

一、使用易切削的ABS塑件作為坯料，切削加工出工具電極的基體1的具體幾何形狀，并且加工出用于穿設(shè)通向工具電極的工作面2的導線通孔3。

二、采用濺射鍍膜方式在工具電極的工作面2制備一層5μm厚度的銅膜。

三、將導線的輸出端4穿過工具電極的基體1中事先已加工的導線通孔3，并且與工具電極的工作面2上的銅膜聯(lián)結(jié)。

最后，在電解加工時，工件接陽極，導線末端5接陰極，使用銅膜對工件表面進行電解加工，最終將銅膜表面的幾何形狀復制到工件表面。

本發(fā)明還提出了一種導電膜電解加工工具的制造裝置，包括，

基體加工單元10，用于將易于加工的坯料加工成工具電極的基體，并在基體上加工出導線通孔；

鍍膜單元20，用于在工具電極的基體的工作面端制備導電膜；

連接單元30，將導線穿過導線通孔，并將導線輸出端與導電膜電連接。

對于基體加工單元10，用于工具電極的基體1采用易切削的絕緣材料作為坯料，使得工具電極的基體1的制作加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減??；同時，工作面2也容易根據(jù)實際需要加工有微結(jié)構(gòu)，以便在使用工具電極工作面2進行電解加工時，將預先加工好的微結(jié)構(gòu)復制到被加工工件表面，提高工具電極加工的靈活性和可DIY性。

對于鍍膜單元20，在基體1的工作面2一端鍍上一層導電膜，制造導電膜的材料為導電材料，再本實施例中導電材料可以為導電金屬材料或?qū)щ娔z。導電金屬材料可以通過電鍍、濺射、化學氣相沉積或化學浸鍍的方法覆蓋設(shè)置在基體1的工作面2。

在工具電極的工作面2鍍有導電膜，導電膜為導電材料制造而成的導電膜。導線一端電連接導電膜，加工時，導線另一端連接電源陰極，被加工的工件接電源陽極，工作面2的導電膜通電后發(fā)出電流場，對工件進行加工。電解加工時，電流場僅從工具電極的工作面2導電膜發(fā)出，工具電極其它表面均處于絕緣狀態(tài)，電流場聚集度高，可以明顯提高電解加工精度。

鍍膜單元20包括有鍍膜模塊21，鍍膜模塊21，用于將導電金屬材料通過濺射鍍膜的方式覆蓋在基體1的工作面2端。

對于連接單元30，基體1內(nèi)部開有導線通孔3，導線通孔3一端通向基體1的工作面2，導線穿設(shè)于導線通孔3內(nèi)，一端與導電膜電連接。通過在基體1內(nèi)部開有一導線通孔3，用于穿過導線，導線通孔3一端開口設(shè)置于基體1的工作面2上，導線穿出導線通孔3與導電膜電連接，導線通孔3另一端設(shè)置基體1的其他面，導線穿出與電源連接。通過在基體1內(nèi)部開有導線通孔3能夠避免導線裸露于基體1外表面，直接與其他不相關(guān)的物品接觸，在這里絕緣材料制造而成的基體1對于導線來說相當于保護導線的絕緣層，用于保護導線不直接與其他物品直接接觸后被破壞。

本發(fā)明的有益效果是：通過使用絕緣材料代替導電金屬作為工具電極的基體1，使得工具電極的基體1的加工效率大大提高，加工難度、加工成本、材料成本和電極重量大大降低，切削設(shè)備和切削刀具損耗大大減小，減低了企業(yè)的電解加工成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。