一种局域约束电化学加工方法，用于金属零件的成型加工和表面处理，其特征是：在电化学池中，工件和对电极之间用绝缘材料制成的约束件分隔，约束件上的约束孔贴近工件，由计算机控制约束件移动，结合电极电压控制，使加工范围局限在约束孔附近。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属成型方法，特别是涉及一种电化学金属成型方法。
技术介绍
目前，在计算机辅助设计与制造过程中，一个重要的环节就是样机零件或者模具的成型工艺，现有的方法有机械加工、蜡模法、光敏成型法等。机械加工法受零件和模具的形状限制很大，高硬度材料的切削加工易退火，适用范围有限；蜡模法和光敏成型等间接方法的加工精度不高，只适用可铸造材料，需要复杂的后处理过程；另外，现有的机械加工方法最大的限制是无法生产超过加工设备精度的零件来，而高精度加工母机价格高昂。同时，制约本方法加工精度的微动平台，已经达到了单行程亚微米级别，重复精度也达到了一微米左右，结合激光监控装置，可以达到远远超过以上方法的加工精度。
技术实现思路
本专利技术提供一种金属零件和模具的电化学加工方法，通过约束电化学加工的区域，可以直接在金属材料上进行高精度和复杂形状加工以及表面处理，特殊情况下可以达到亚微米级的加工精度，该方法不存在高硬度材料机械加工引起的零件过热和退火现象。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是在电解、电镀池中，电极之间采用绝缘材料隔离，在靠近待加工材料表面附近，隔离材料根据需要开孔，调整电极电压，使开孔处电势略高于材料主体金属的电解电势，因溶液电阻导致的压降，仅孔附近的材料可以发生电化学反应，针对需要设计和移动隔离材料，对工件不同部位进行加工。本专利技术的有益效果是以较低的代价和相对成熟技术提供高精度的样机零件和模具成型方法。同直接机械加工方法相比较，本方法受到的形状、精度限制小，无残余应力，无热效应，无材料硬度限制；同现有的间接法相比，除精度提高外，还不存在间接法的铸造环节难以克服的高熔点材料和一些合金材料的限制。另外，本方法的加工尺寸范围大，可以在同一工件上进行从几十厘米米到几十纳米量级的加工。附图说明图1是加工示意中1.待加工工件表面 2.绝缘约束管 3.可更换电极图2是软件模拟中1.待加工工件表面 2.简化绝缘约束管 3.等势面 4.电流流线具体实施方式在针对待加工材料的电解池中，金属材料为阳极，阴极置于绝缘材料制成的半封闭锥形约束管中，约束管的尖端开口朝向并靠近阳极，如图1。在合适的电压下，管口电势略高于金属材料的电解电势，由于溶液的电阻，只有管口附近的材料才能够失去电子，进入电解液，阳极出现和管口形状尺寸接近的凹陷，持续和重复此过程达到加工目的，为了兼顾速度，可以先用大孔径约束管加工粗坯，再用小孔径约束管加工。反过来，将加工环境改为电镀，工件为阴极，又可以做到选择性的表面处理，提高零件光洁度和耐腐蚀性能。约束管在三自由度平动或五自由度平动加转动微动平台的控制下移动、旋转，换用不同开口尺寸形状的约束管可以适应不同进度和精度的要求，设计尖端侧弯的约束管可以加工管腔状零件内壁。一般精度的加工，依靠微动平台的精度就可以满足要求，特殊情况下通过独立固定的激光干涉装置监控，可以减小微动平台的误差积累。特殊的，在加工范围限制在平整的二维表面时，采用0.1微米级玻璃微管和高精度的微动平台，结合二维定位和反馈控制装置，可以在集成电路制版方面可以部分代替现有的感光腐刻法。权利要求1.一种局域约束电化学加工方法，用于金属零件的成型加工和表面处理，其特征是在电化学池中，工件和对电极之间用绝缘材料制成的约束件分隔，约束件上的约束孔贴近工件，由计算机控制约束件移动，结合电极电压控制，使加工范围局限在约束孔附近。2.根据权利要求1所述的局域约束电化学加工方法，其特征是约束件一端为锥形的直管或弯管，锥形小端开孔，管另一端封闭，对电极置于形管内。3.根据权利要求1所述的局域约束电化学加工方法，其特征是约束件置于由计算机控制的二维或三维平动微动平台上。4.根据权利要求1所述的局域约束电化学加工方法，其特征是约束件置于由计算机控制三维平动和二维转动的微动平台上。5.根据权利要求3或4所述的局域约束电化学加工方法，其特征是相对工件固定的位置设置激光测量装置，将测量的工件形状或约束件位置信息反馈计算机。全文摘要一种金属零件和模具的电化学加工方法，通过可移动的约束件约束电化学加工的区域，可以直接在金属材料上进行高精度和复杂形状加工以及表面处理，特殊情况下可以达到亚微米级的加工精度，该方法不存在高硬度材料机械加工引起的零件过热和退火现象，无需进行翻模铸造工艺。文档编号B23H11/00GK1785565SQ200510200679公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月9日 优先权日2005年11月9日专利技术者高丹 申请人:高丹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高丹，
申请(专利权)人：高丹，
类型：发明
国别省市：
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