螺旋、斜紋電解電極頭及電解用電極頭的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電解電極頭，尤其涉及螺旋電解電極頭和斜紋電解電極頭。本發(fā)明還涉及電解用電極頭的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力電子行業(yè)，微電子器件的高頻、高速以及集成電路的密集和微型化，使得電子器件的耗散功率迅速增大，發(fā)熱量急劇升高，常規(guī)的冷卻方式已無法滿足要求，電子器件的散熱成為其發(fā)展的一個瓶頸。
[0003]強(qiáng)化傳熱技術(shù)是指能顯著改善傳熱性能的節(jié)能新技術(shù)。具有強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)的微型熱管已成為高熱流密度微電子器件導(dǎo)熱的理想元件。所謂強(qiáng)化傳熱微結(jié)構(gòu)是指在管內(nèi)壁加工出具有不同尺寸形貌，并具有散熱或傳熱功能的連續(xù)或非連續(xù)微結(jié)構(gòu)，如肋槽、凹坑或凸臺等。這些結(jié)構(gòu)可以增加傳熱表面積，在一定條件下還可以擾動壁面邊界層，減小黏性底層厚度以降低熱阻，達(dá)到在同樣冷氣量條件下實現(xiàn)最高冷卻效果的目的。
[0004]公告號為CN202684248U的中國實用新型專利公開一種微熱管內(nèi)壁非連續(xù)微結(jié)構(gòu)微細(xì)電解加工裝置及加工方法，其中工作椎體設(shè)計為上端寬、下端窄的圓錐形結(jié)構(gòu)，可方便工作椎體在微熱管管內(nèi)的送進(jìn)及旋轉(zhuǎn)。實踐中，可通過工作椎體外表面涂覆的螺旋線絕緣膠數(shù)、螺旋角、螺旋線寬等參數(shù)的改變，以及對工作椎體旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制，從而在被加工工件內(nèi)表面形成復(fù)雜的內(nèi)表面非連續(xù)微結(jié)構(gòu)。
[0005]2009年浙江工業(yè)大學(xué)碩士論文《微細(xì)螺旋冷卻孔電解加工技術(shù)研宄》(作者陳明)中公開了以下內(nèi)容:螺旋冷卻孔的電解加工，首先需要解決的問題是螺旋工具電極的制作，所謂的螺旋工具電極，就是指在金屬芯線外覆蓋一層螺旋形的絕緣膠。為了制作較好形狀的螺旋孔，絕緣膠必須具備下列特性:由于電解加工過程中電解液流速與壓力較大，對絕緣膠沖擊力較大，絕緣膠與芯線之間應(yīng)具有良好的附著力；電解過程中會產(chǎn)生熱量，絕緣膠應(yīng)具有良好的耐熱性能；同時，制作出的電極還必須具有可重復(fù)性?，F(xiàn)有技術(shù)中提出采用紫外光掩膜固化的方法來制作螺旋工具電極。利用掩膜固化的方法在金屬芯線表面覆蓋一層螺旋形絕緣層，絕緣層材料為紫外光固化樹脂。
[0006]目前主要使用機(jī)加工和掩膜兩種方法進(jìn)行電極頭加工。用機(jī)加工的方法制備電解用螺旋電極頭是困難的，尤其對變截面、大導(dǎo)程、多頭數(shù)的螺旋電極頭尤其明顯，對技術(shù)的要求高，制備的價格偏高。用機(jī)加工的方法需要在有錐度的圓臺上切削出螺旋狀凹槽，此方法是困難的。若是制備的電極頭不是圓柱或圓臺狀，則需要的工藝就更加復(fù)雜。用掩膜的方法在圓柱或圓臺的曲面上掩膜出螺旋的形狀是可以實現(xiàn)的，但需要的工藝同樣較為復(fù)雜，且掩膜出的電極頭在加工的過程中掩膜層易脫落，使用壽命短，若要使使用壽命長，對掩膜工藝的要求較高，掩膜層的吸附性要高，且要抗腐性強(qiáng)，故此成本較高。
[0007]可見，現(xiàn)有機(jī)加工的方法制備電解用螺旋電極頭成本高，制作各參數(shù)的靈活性差；用掩膜的方法掩膜螺旋狀電極頭成本高，掩膜的電極頭用于實際加工的壽命低，且有在實際加工過程中會脫落，影響加工質(zhì)量；另外掩膜電極頭對掩膜工藝要求高，實現(xiàn)非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種使用壽命長、易于加工并且精度高的螺旋電解電極頭。本發(fā)明同時提供一種使用壽命長、易于加工并且精度高的斜紋電解電極頭。本發(fā)明還對應(yīng)地提供一種使用壽命長、易于加工并且精度高的電解用電極頭的制備方法。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種螺旋電解電極頭，其包括圓柱狀或橢圓柱狀或圓臺狀的絕緣的電極頭本體、設(shè)于電極頭本體周面的螺旋形凹槽、嵌設(shè)于所述凹槽的導(dǎo)線、設(shè)于電極頭本體兩端面并與導(dǎo)線兩端固定導(dǎo)電連接的上導(dǎo)電板和下連接板、穿過上導(dǎo)電板與電極頭本體連接的導(dǎo)電桿，導(dǎo)電桿具有抵接上導(dǎo)電板的軸肩，所述凹槽的深度比導(dǎo)線大50微米。
[0010]作為本發(fā)明螺旋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述上導(dǎo)電板為圓形或多邊形，上導(dǎo)電板的周邊與中心距離均小于對應(yīng)的電極頭本體端面中心與凹槽底面的距離；所述下連接板為圓形或多邊形，上導(dǎo)電板的周邊與中心距離均小于對應(yīng)的電極頭本體端面中心與凹槽底面的距離；導(dǎo)線與上導(dǎo)電板焊接，導(dǎo)線與下連接板焊接。
[0011 ] 作為本發(fā)明螺旋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)電桿與電極頭本體通過螺紋連接。
[0012]作為本發(fā)明螺旋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)線為圓形線或棱線。
[0013]作為本發(fā)明螺旋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述電極頭本體是ABS樹脂體或PLA塊體。
[0014]作為本發(fā)明螺旋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述凹槽的側(cè)面設(shè)有卡緊導(dǎo)線防止其脫落的倒扣。
[0015]作為相近似的技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種斜紋電解電極頭，其包括棱柱狀或棱臺狀的絕緣的電極頭本體、設(shè)于電極頭本體周面的螺旋形凹槽、嵌設(shè)于所述凹槽的導(dǎo)線、設(shè)于電極頭本體兩端面并與導(dǎo)線兩端固定導(dǎo)電連接的上導(dǎo)電板和下連接板、穿過上導(dǎo)電板與電極頭本體連接的導(dǎo)電桿，導(dǎo)電桿具有抵接上導(dǎo)電板的軸肩，所述凹槽的深度比導(dǎo)線大50微米。
[0016]作為本發(fā)明斜紋電解電極頭的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)電桿與電極頭本體通過螺紋連接；所述導(dǎo)線為圓形線或棱線；所述電極頭本體是ABS樹脂體或PLA塊體。
[0017]作為方法技術(shù)方案，本發(fā)明提供一種電解用電極頭的制備方法，其包括以下步驟:
A、使用絕緣材料制作圓柱狀或圓臺狀的電極頭本體，在電極頭本體的頂端部開設(shè)連接孔或連接頭，并在電極頭本體的周面開設(shè)或預(yù)留螺旋形凹槽，凹槽的截面可以是圓底U形、倒梯形、矩形、三角形；B、在凹槽處塞入用于放電的導(dǎo)線，導(dǎo)線完全嵌入凹槽中并且低于凹槽所在圓周面至少50微米，導(dǎo)線為圓形或與凹槽匹配的形狀；C、在導(dǎo)線和電極頭本體的兩端設(shè)置上導(dǎo)電板和下連接板，導(dǎo)線的兩端分別與上導(dǎo)電板和下連接板固定連接，導(dǎo)線表面裸露于凹槽槽口 ；D、設(shè)置直桿并在直桿端部設(shè)置與所述連接孔匹配對接的連接柱或設(shè)置與所述連接頭匹配對接的連接套；E、使用導(dǎo)電材料制作所述直桿并通過所述上導(dǎo)電板使直桿與所述導(dǎo)線電導(dǎo)通，或設(shè)置電極線并通過所述上導(dǎo)電板使直桿與所述導(dǎo)線電導(dǎo)通。
[0018]作為本發(fā)明電解用電極頭的制備方法的技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述凹槽的側(cè)面設(shè)有卡緊導(dǎo)線防止其脫落的倒扣。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:在螺旋電解電極頭的電極頭本體設(shè)置螺旋形凹槽，在凹槽中嵌設(shè)導(dǎo)線并且導(dǎo)線低于凹槽所在的圓周面便于電解液從導(dǎo)線與工件筒體之間的間隙流過，通過上導(dǎo)電板和下連接板將導(dǎo)線的兩端固定，使得電極頭整體易于加工，無需掩膜也無需復(fù)雜的機(jī)加工，這樣設(shè)置的放電導(dǎo)線不會被電解液沖刷脫落，使得電極頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定使用壽命長并且具有較高的精度。
[0020]除了在圓柱狀或橢圓柱狀或圓臺狀的絕緣的電極頭本體設(shè)置凹槽嵌設(shè)導(dǎo)線加工制作結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠精度高的電解電極頭，還可以在棱柱形或棱臺形電極頭本體側(cè)面設(shè)置凹槽嵌裝導(dǎo)線，加工成具有棱邊的電解電極頭，同樣具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定精度高、使用壽命長的優(yōu)點，并且可以通過焊接固定兩端使得其加工容易。
[0021]本發(fā)明的電解用電極頭的制備方法通過使用注塑成型或者3D打印技術(shù)制作具有螺旋凹槽或斜紋凹槽的電極頭本體，并布置放電導(dǎo)線使其高精度地穩(wěn)定牢固的附設(shè)在電極頭本體周圍并且低于耐磨的圓周凸面，使其具有電解液流動的空間和放電的空間，保證電極頭易于加工而且使用壽命長，電解加工精度高。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的螺旋電解電極頭實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為螺旋電解電極頭實施例中的電極頭本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為螺旋電解電極頭實施例中的導(dǎo)電放電組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0026]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明一種螺旋電解電極頭，其包括圓柱狀或橢圓柱狀或圓臺狀的絕緣的電極頭本體30、設(shè)于電極頭本體30周面的螺旋形凹槽31、嵌設(shè)于所述凹槽31的導(dǎo)線20、設(shè)于電極頭本體30兩端面并與導(dǎo)線20兩端固定導(dǎo)電連接的上導(dǎo)電板10和下連接板40、穿過上導(dǎo)電板10與電極頭本體30連接的導(dǎo)電桿(圖未示)，導(dǎo)電桿具有抵接上導(dǎo)電板10的軸肩，所述凹槽31的深度比導(dǎo)線大50微米。在螺旋電解電極頭的電極頭本體30設(shè)置螺旋形凹槽31，在凹槽31中嵌設(shè)導(dǎo)線20并且導(dǎo)線低于凹槽31所在的圓周面便于電解液從導(dǎo)線20與工件筒體之間的間隙流過，通過上導(dǎo)電板10和下連接板40將導(dǎo)線的兩端固定，使得電極頭整體易于加工，無需掩膜也無需復(fù)雜的機(jī)加工，這樣設(shè)置的放電導(dǎo)線不會被電解液沖刷脫落，而且使用注塑成型或者3D打印技術(shù)制作的電極頭本體具有高于放電導(dǎo)線的耐磨的圓周凸面32，使得電極頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定使用壽命長并且具有較高的精度。
[0027]一般情況下凹槽31只需比所選金屬絲即導(dǎo)線的直徑稍大些，可供其放入即可。若用3D打印機(jī)制作也會則取決于3D打印機(jī)的精度。優(yōu)選的，非導(dǎo)體電極頭本體外側(cè)表面的凹槽寬度的范圍在0.025-0.4mm，凹槽與連接導(dǎo)體20之間