一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床制造技术

本实用新型专利技术提供的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其构成包括基座、安装在基座上由X轴滑动台和Y轴滑动台构成的可在XY平面内移动定位的滑动平台、固定安装在滑动平台上用于安置待加工零件的工作台，通过固定在基座上的支架设置在所述滑动平台上方的压电腐蚀液微液滴装置、控制滑动台和压电腐蚀液微液滴装置的控制器；滑动平台和压电腐蚀液微液滴装置在主控制器控制下协调运行，位于工作台上的待加工零件沿设计线路在XY平面内移动，腐蚀微液滴从压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管滴下对待加工零件进行微孔加工。利用本实用新型专利技术加工微孔，较光蚀刻加工方法，省去了多个加工工序环节，加工艺大为简单，加工成本降低。

A kind of machine tool for machining micro holes by using micro droplets of corrosive solution

【技术实现步骤摘要】
一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床
本技术涉及腐蚀加工
，更为具体地说，涉及一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床。
技术介绍
某些机械精密零件，为了提高零件的工作性能，常采取在零件的工作端面上加工某种微结构，来提高工作性能，如机械密封，通过在密封端面加工微米级的微孔，有效改善了摩擦和密封性能。这在科研实验和实践中都得到了证实。机械密封所使用的材料多为硬质合金、Al2O3陶瓷、SiC陶瓷等超硬材料，这些材料难以用传统的机械加工方法进行加工。目前机械密封端面加工微孔的方法主要有：微铣削、激光烧蚀、光蚀刻。其中与本专利技术最接近的方法是光蚀刻，它是利用照相等手段制作抗蚀膜像，对不需要加工的表面用抗蚀膜进行遮盖保护，需要加工的表面外露，借助腐蚀剂腐蚀没有被抗蚀膜遮盖保护部分的材料，在机械密封端面腐蚀出相应的微孔。采用光蚀刻加工机械密封端面上的微孔，不仅需要利用照相等手段制作抗蚀膜像，使用光致抗蚀剂制作抗蚀膜，将抗蚀膜按设计敷载在待加工的端面上，且腐蚀加工结束后还需要清除抗蚀膜，因此加工工序多，加工效率低。除此之外，光蚀刻微孔加工需要由光刻机来完成，没有光刻机是无法实现光蚀刻微孔加工的，而光刻机的价格十分昂贵，因此，光蚀刻微孔加工不仅加工效率低，加工成本很高。
技术实现思路
针对精密零件功能表面微孔加工的技术现状，本技术的目的旨在提供一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，以提高微孔加工的效率，降低微孔加工的成本。本技术提供的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其构成包括基座、安装在基座上由X轴滑动台和Y轴滑动台构成的可在XY平面内移动定位的滑动平台、固定安装在滑动平台上用于安置待加工零件的工作台，通过固定在基座上的支架设置在所述滑动平台上方的压电腐蚀液微液滴装置、控制滑动台和压电腐蚀液微液滴装置的控制器；安装在支架上的压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管与待加工零件上表面的距离为微液滴滴下不会产生溅射；滑动平台和压电腐蚀液微液滴装置在控制器控制下协调运行，位于工作台上的待加工零件沿设计线路在XY平面内移动，腐蚀微液滴从压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管滴下对待加工零件进行微孔加工。在本技术的上述技术方案中，为了能更好地适用于加工不同尺寸零件端面上的微孔，最好设计一个由控制器控制运转的Z轴滑动台，压电腐蚀液微液滴装置通过Z轴滑动台安装在固定于基座上的支架上，压电腐蚀液微液滴装置在Z轴滑动台带动上下运动，使电微腐蚀液滴液装置的微滴液管与待加工零件上表面之间保持合适的滴下距离。当然也可采用其他方式来调整微滴液管与待加工零件上表面之间的距离，如采用手动方式。对于用于加工某种特定零件端面微孔的专用机床，所述压电腐蚀液微液滴装置也可直接安装在固置于基座上的支架上，使微滴液管与待加工零件上表面之间保持固定距离。在本技术的上述技术方案中，优先采取控制器分别经电机驱动器与X轴滑动台、Y轴滑动台和Z轴滑动台连接，经压电驱动器与压电腐蚀液微液滴装置连接，三个滑动台和压电腐蚀液微液滴装置在控制器控制下协调运行，实现对零件端面微孔的腐蚀加工。进一步地，三个滑动台的驱动电机优先采用伺服电机或步进电机。在本技术的上述技术方案中，压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管与待加工零件上表面的距离，因腐蚀的粘度和微液滴的大小不同有所改变，但一般控制在0.5mm～1.0mm范围。在本技术的上述技术方案中，所述压电腐蚀液微液滴装置，其构成一般由容纳腐蚀液的筒体和安置在筒体上驱使筒体内腐蚀液从位于筒体下方的微滴液管滴出的压电致动器构成，控制器通过压电驱动器与压电致动器电连接，控制压电腐蚀液微液滴装置运行。在本技术的上述技术方案中，所述容纳腐蚀液的筒体最好设计有腐蚀液进液管，使筒体内的腐蚀液与有压腐蚀液源相连接；进一步地，为了控制压电腐蚀液微液滴装置筒体内的腐蚀液压力，最好在与压力腐蚀液源相连接的进液管上设计有压力表和控制阀。在本技术的上述技术方案中，安装Z轴滑动台的支架，可以是悬臂结构的支架，也可以是门型结构的支架。优先采用门型结构的支架。所述控制器优先采用PLC控制器或PC控制器。在本技术的上述技术方案中，三个滑动台可设计成包括滑槽、与滑槽相配的滑板、安装在滑槽内的驱动电机和与驱动电机联接的传动机构，所述滑板由传动机构驱动相对于滑槽滑动。所述传动机构，可以是一般的丝杆螺母传动机构，也可采用滚珠丝杆螺母传动机构。滚珠丝杆螺母传动机构的传动精度更高，可以保证滑动台位移精度，保证微孔位置布署精度。本技术提供的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其X轴滑动台、Y轴滑动台和Z轴滑动台，在控制器的控制下构成三轴联动平台，三个滑动台和压电腐蚀液微液滴装置在控制器的控制下同步协调运动，精确地将腐蚀液微液滴部署到待加工工件加工区域，加工出要加工的微孔。微孔的大小由腐蚀液微液滴的大小控制，腐蚀液微液滴的大小由微滴液管内径和腐蚀液的性质控制，腐蚀液的性能主要包括粘度、温度、表面张力等。腐蚀液的配方根据被加工材料的不同而不同。采用本技术提供的所述机床利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔，与本技术相近的光蚀刻加工方法相比，加工艺大为简单，省去了光蚀刻加工方法中需要利用照相手段制作抗蚀膜像，使用光致抗蚀剂制作抗蚀膜，将抗蚀膜按设计敷载在待加工的端面上，腐蚀加工结束后清除抗蚀膜等多个工序环节，在控制器的控制下，滑动平台与压电腐蚀液微液滴装置协调配合，可快速地将腐蚀液微液滴准确地布署到微孔位置进行腐蚀加工，加工效率大为提高。本技术提供的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其结构十分简单，可利用数控机床中的三轴联动平台配以压电腐蚀液微液滴装置制作，设计制造成本低，较现有技术的光蚀刻机，设备成本低，大大降低了加工成本。除此之外，还能有效的节省腐蚀液，解决腐蚀加工废液处理问题。附图说明图1为本技术一个实施例的机床实体部分的结构示意图。图2是本技术机床实体部分中的压电腐蚀液微液滴装置的结构示意图。图3是本技术一个实施例的机床控制部分的结构示意图。在上述附图中各图示标号标识的对象分别是：1-基座；2-Y轴滑动台；3-工作台；4-X轴滑动台；5-支架；6-Z轴滑动台；7-压电腐蚀液微液滴装置；8-待加工零件；9-控制器；10-进液管；11-控制阀；12-压力表；13-压电致动器；14-筒体；15-微滴液管。具体实施方式下面结合附图给出本技术的具体实施方式，并通过具体实施方式对本技术提供的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床作进一步的说明。需要特别指出的是，本技术的具体实施方式不限于实施例所描述的形式。在本技术的下述实施例中，所涉及的方位术语，如上下、左右、前后等都是基于面对附图所示方位。实施例1本实施例的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，为可用于加工多种不同尺寸结构机械密封端面微孔的通用机床，其结构如附图1、附图2和附图3所示，其构成包括基座1、Y轴滑动台2、工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其特征在于包括基座(1)、安装在基座上由X轴滑动台(4)和Y轴滑动台(2)构成的可在XY平面内移动定位的滑动平台、固定安装在滑动平台上用于安置待加工零件的工作台(3)，通过固定在基座上的支架(5)设置在所述滑动平台上方的压电腐蚀液微液滴装置(7)、控制滑动台和压电腐蚀液微液滴装置运转的控制器(9)；安装在支架上的压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管(15)与待加工零件上表面的距离为微液滴滴下不会产生溅射；滑动平台和压电腐蚀液微液滴装置在控制器的控制下协调运行，位于工作台上的待加工零件沿设计线路在XY平面内移动，腐蚀微液滴从压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管滴下对待加工零件进行微孔加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其特征在于包括基座(1)、安装在基座上由X轴滑动台(4)和Y轴滑动台(2)构成的可在XY平面内移动定位的滑动平台、固定安装在滑动平台上用于安置待加工零件的工作台(3)，通过固定在基座上的支架(5)设置在所述滑动平台上方的压电腐蚀液微液滴装置(7)、控制滑动台和压电腐蚀液微液滴装置运转的控制器(9)；安装在支架上的压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管(15)与待加工零件上表面的距离为微液滴滴下不会产生溅射；滑动平台和压电腐蚀液微液滴装置在控制器的控制下协调运行，位于工作台上的待加工零件沿设计线路在XY平面内移动，腐蚀微液滴从压电腐蚀液微液滴装置的微滴液管滴下对待加工零件进行微孔加工。


2.根据权利要求1所述的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其特征在于，压电腐蚀液微液滴装置通过安装在支架(5)上的Z轴滑动台(6)设置在所述滑动平台上方，控制器控制Z轴滑动台带动安装在其上的压电腐蚀液微液滴装置上下运动。


3.根据权利要求2所述的利用腐蚀液微液滴腐蚀加工微孔的机床，其特征在于控制器经电机驱动器与X轴滑动台、Y轴滑动台和Z轴滑动台连接，经压电驱动器与压电腐蚀液微液滴装置连接，三个滑动台和压电腐蚀液微液滴装置在主控制器控制下协调运行。


4.根据权利要求3所述的利用腐蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉华，刘荣伟，冯东林，刘龙，邓露，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51