专利摘要

本发明公开了一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括工件阳极、掩膜、泡沫金属片、螺栓螺母组合件、紧固套、前密封垫、后密封垫和密封块；紧固套为含有不封闭口的圆筒状金属壳体；紧固套的外表面设有沿圆周方向均匀分布的偶数个凸台；不封闭口设有垂直于紧固套外表面的压板Ⅰ和压板Ⅱ;凸台设有进液口；压板Ⅰ和压板Ⅱ正对安设，两者形成间隙；间隙在紧固套的内表面处最大，并沿紧固套的径向方向依次减小；压板Ⅰ和压板Ⅱ分别设有通孔Ⅰ和通孔Ⅱ；通孔Ⅰ和通孔Ⅱ均安设有螺栓螺母组合件；密封块置于压板Ⅰ和压板Ⅱ之间；前密封垫和后密封垫均安设于泡沫金属片和紧固套之间的间隙内。本发明能够把活动掩膜固定贴合在圆柱面上，加工间隙小，极间传质传递顺畅并且能够一次性在360°圆柱面上加工出微坑阵列。

权利要求

1.一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括工件阳极(1)、掩膜(2)、泡沫金属片(3) ，其特征在于：它还包括紧固套(5) 、前密封垫(4)、后密封垫(8) 、密封块(6) 和螺栓螺母组合件(7)；所述的紧固套(5)为含有不封闭口(5-1-6)的圆筒状金属壳体；所述的紧固套(5)的内表面为圆柱面；所述的紧固套(5)的外表面设有沿圆周方向均匀分布的偶数个凸台(5-2)；所述的不封闭口(5-1-6)设有垂直于紧固套(5)外表面的压板(5-1-1)和压板(5-1-2);所述的压板(5-1-1)和压板(5-1-2)正对安设，两者形成间隙(5-1-5)；所述的间隙(5-1-5)在紧固套(5)的内表面处最大，并沿紧固套(5)的径向方向依次减小；所述的压板(5-1-1)和压板(5-1-2)设有通孔(5-1-3)和(5-1-4)；所述的通孔(5-1-3)和通孔(5-1-4)均安设有螺栓螺母组合件(7)；所述的凸台(5-2)设有进液口(5-3) ；所述的密封块(6)置于压板(5-1-1)和压板(5-1-2)之间；所述的前密封垫(4)和后密封垫(8)均安设于泡沫金属片(3)和紧固套(5)之间的间隙内。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征在于：所述的掩膜(2)贴附在工件阳极(1)的表面；所述的泡沫金属片(3)贴附在掩膜(2)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征在于：所述的泡沫金属片(3) 厚度为0.5~3mm，孔隙率大于90%。

4.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征在于：所述的前密封垫(4)、后密封垫(8) 和密封块(6)的材质均为电绝缘弹性材料。

5.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征在于：所述的前密封垫(4)和后密封垫(8)的厚度为3~5mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，其特征在于：所述的密封块(6)的厚度为5~7mm。

说明书

技术领域

本发明属于电解加工装备领域，尤其涉及一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置。

背景技术

在金属表面上制备微坑阵列有利于减小摩擦副的摩擦系数、提高产品的传质传热效率、改变产品表面的润湿特性和获得某种特定光学或视觉效果。目前微坑阵列的主要加工方法有机械加工、激光加工、电火花加工、磨料气射流加工以及掩膜电解加工等。其中，掩膜电解加工因具有加工面无残余加工应力、无再铸层以及可批量加工等优势，受到业界的广泛关注。在常规掩膜电解加工中，掩膜一般通过光刻工艺制备在工件阳极上，常需涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等一系列步骤，制备工艺复杂繁琐，且每个掩膜只能使用一次，加工完成后必须破坏去除掉；另一方面，由于技术能力所限，现有的光刻工艺极难在圆柱面等曲面上制备高品质的光刻掩膜。

为解决常规掩膜电解加工需反复在工件上制备并贴脱的不足，国内外诸多学者做了大量研究。于是，活动掩膜电解加工被开发出来。在这种方法中，掩膜被预先加工出所需的图案结构，然后通过机械固定而不是粘结方式贴覆在工件阳极上，加工完成后，掩膜可反复使用于其它工件，这样，大大提高了工艺的操作简便性并降低了工艺成本，便于批量生产。然而，活动掩膜电解加工的关键和难点在于：如何实现可再用掩膜可靠紧密地贴合在工件上，尤其是当工件是圆柱面等曲面体时。

为了解决活动掩膜的贴合问题，申请号为201610860179.7的专利提出了使用能自身作为阴极且能作为传质通道的金属多孔介质来辅助压贴掩膜的技术方案。该专利所提出的方案大幅度简化了掩膜的贴覆操作，实现了掩膜的均匀可靠的压贴，同时提高了加工效率和加工精度，但是方案所涉装置只适用于平面工件的加工，对于圆柱体等曲面工件，还需要特别的装置。因此，本专利针对圆柱面工件的活动掩膜电解加工，提出了一种基于金属多孔介质的新型装置。

发明内容

本发明专利的目的是提供了一种能把活动掩膜固定贴合在圆柱面上、加工间隙小、极间传质传递顺畅并且能够一次性在360°圆柱面上加工出微坑阵列的活动掩膜电解加工装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括工件阳极、掩膜、泡沫金属片、 螺栓螺母组合件，还包括紧固套、前密封垫、后密封垫和密封块；所述的紧固套为含有不封闭口的圆筒状金属壳体；所述的紧固套的外表面设有沿圆周方向均匀分布的偶数个凸台；所述的不封闭口设有垂直于紧固套外表面的两个压板; 所述的凸台设有进液口 ；所述的压板正对安设，两者形成间隙；所述的间隙在紧固套的内表面处最大，并沿紧固套的径向方向依次减小；所述的压板均设有通孔;所述的通孔均安设有螺栓螺母组合件；所述的密封块置于压板之间；所述的前密封垫和后密封垫均安设于泡沫金属片和紧固套之间的间隙内。

所述的掩膜贴附在工件阳极的表面；所述的泡沫金属片贴附在掩膜上。

所述的泡沫金属片厚度为0.5~3mm，孔隙率大于90%，如泡沫铜和泡沫铁。

所述的前密封垫和后密封垫的厚度为3~5mm。

所述的密封块的厚度为5~7mm。

工作时，泡沫金属片、掩膜和工件阳极按顺序依次放置，前密封垫和后密封垫分别套在泡沫金属片的两端，再将紧固套套上并使其两端分别与前密封垫和后密封垫接触，两压板之间放置有密封块，最后通过螺栓螺母组合件将两个压板压紧。两个压板之间有间隙，两压板的间隙在紧固套内表面处最大，并沿紧固套的径向方向依次减小，所以当两个压板受到压紧力而相互靠近时，密封块也会受到两压板的挤压而向下移动，直至与前密封垫和后密封垫接触并相互挤压，这样就在泡沫金属片、前密封垫、后密封垫、紧固套和密封块之间形成密闭的空腔。被泵入的电解液从紧固套外表面均匀分布的凸台上的进液口进入，这样有利于创造均匀的电解液进出条件。流入的电解液先存储在空腔内，然后通过泡沫金属片内部诸多相互连通的孔洞到达工件阳极被加工区域。工件阳极接电源正极，泡沫金属片接电源负极，这样工件阳极上未被掩膜覆盖的区域就会发生电化学蚀除反应。电解产物和过剩的电解液只能通过泡沫金属片的侧面排出。由于紧固套的内表面与工件阳极均为圆柱面，泡沫金属片易于压缩形变，只要紧固套内表面直径、前密封垫和后密封垫厚度、密封块厚度、泡沫金属片厚度、掩膜厚度与圆柱体工件阳极直径之间配合恰当，掩膜可以紧密地被贴覆在工件表面上。

与现有技术相比，本发明的优点是：能方便地把掩膜紧密地贴合在圆柱体工件表面，能够一次性在360°圆柱面上加工出微坑阵列，电解产物排出顺利，加工间隙小，加工精度高。

附图说明

图1为圆柱面掩膜电解加工装置的三维示意图。

图2为紧固套的结构示意图。

图中标号名称：1、工件阳极；2、掩膜；3、泡沫金属片；4、前密封垫；5、紧固套；6、密封块；7、螺栓螺母组合件；8、后密封垫；5-1-1、压板；5-1-2、压板；5-1-3、通孔；5-1-4、通孔；5-1-5、间隙；5-1-6、不封闭口、5-2、凸台；5-3、进液口。

具体实施方式

下面结合附图1和2对发明的实施作进一步描述。

如图1和2所示，一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置，包括工件阳极1、掩膜2、泡沫金属片3、 螺栓螺母组合件7，还包括紧固套5 、前密封垫4、后密封垫8 和密封块6；紧固套5为含有不封闭口5-1-6的圆筒状金属壳体；紧固套5的外表面设有沿圆周方向均匀分布的4个凸台5-2；紧固套5的不封闭口5-1-6设有垂直于紧固套5外表面的压板5-1-1和压板5-1-2;凸台5-2设有进液口5-3 ；压板5-1-1和压板5-1-2正对安设，两者形成间隙5-1-5；间隙5-1-5在紧固套5的内表面处最大，并沿紧固套5的径向方向依次减小；压板5-1-1和压板5-1-2设有通孔5-1-3和通孔5-1-4;通孔5-1-3和通孔5-1-4均安设有螺栓螺母组合件7；密封块6置于压板5-1-1和压板5-1-2之间；前密封垫4和后密封垫8均安设于泡沫金属片3和紧固套5之间的间隙内。

掩膜2贴附在工件阳极1的表面；泡沫金属片3贴附在掩膜2上。

泡沫金属片 3为厚度为1.5mm，孔隙率为95%的泡沫铜。

紧固套5的材质为铜。

压板5-1-1和压板5-1-2在紧固套5内表面处的间隙间距为5mm，沿紧固套5径向方向的间隙最小间距为2mm。

工件阳极1为直径为40mm的304不锈钢圆柱体。

掩膜2为厚度0.1mm的聚氯乙烯薄膜。

前密封垫4和后密封垫8均为厚度为5mm，宽度为8mm的硅胶圈。

密封块的厚度为5mm。

紧固套5内表面圆柱面直径为55mm。

进液口5-3的直径为8mm。

凸台5-2的宽度为12mm，高度为10mm。

如图1所示，使用此装置在圆柱面工件阳极上进行电解加工时，螺栓螺母组合件7穿过通孔5-1-3和通孔5-1-4，使压板5-1-1和压板5-1-2受到压紧力而相互靠近，由于两压板之间的间隙在紧固套内表面处最大并沿紧固套5的径向方向依次减小，因此在两者之间放置的密封块6会被向下挤压并与前密封垫4和后密封垫8紧密贴合，这样就在前密封垫4、紧固套5、密封块6和后密封垫8之间形成密闭的空腔。被泵入的电解液从紧固套5的四个进液口5-3进入，首先存储在空腔内，然后经过泡沫金属片3内部的相互连通的孔洞会流至各个加工区域。工件阳极1接电源正极，泡沫金属片3接电源负极，在电化学作用下对工件阳极1进行刻蚀。电解液和电解产物只能从泡沫金属片3的侧面排出。加工完成，断开电源，松开螺栓螺母组合件7，取出已经在表面加工出微坑阵列的工件阳极1。

一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。