本申请属于电火花加工技术领域，尤其涉及一种表面微沟槽的加工方法、微细电火花加工装置。
背景技术：
表面微沟槽是一种重要的表面功能结构，切削加工、磨削加工、激光加工、电解加工和电火花加工是获得表面微沟槽的典型加工方式。激光加工由于聚焦问题难以加工深而窄的微沟槽；电解加工由于杂散腐蚀难以控制尺寸精度；切削/磨削加工可以获得高质量的加工表面，但难以加工深而窄的微沟槽。微细电火花加工作为电火花加工的一种，与其他加工方法相比，具有非接触式、无宏观切削力、可以加工任何高强度、高硬度导电材料的优点，并且加工精度高，所以经常用来加工表面微结构。
然而，在微细电火花加工过程中，随着加工深度的增加，加工间隙内碎屑的排出难度逐渐增加，加工环境迅速恶化，极易产生异常放电甚至短路现象，严重降低加工效率和表面质量。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请实施例提供一种表面微沟槽的加工方法、微细电火花加工装置，其目的之一在于解决微细电火花加工过程中存在的碎屑排除难度较大的问题。
本申请实施例第一方面提供了一种表面微沟槽的加工方法，所述表面微沟槽的加工方法包括：
在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，所述阵列沟槽通道的长度小于所述第一金属箔的长度；
将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，其中，所述第二金属箔的电火花加工损耗速率小于所述第一金属箔的电火花加工损耗速率；
按照预设的路径对所述初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料；
将所述叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，所述气体由所述储气装置的出气口和所述阵列沟槽通道输出；
对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构。
在一个实施例中，所述对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，包括：
将所述叠层电极坯料在同一块金属工件的不同位置进行多轮固定深度的电火花加工。
在一个实施例中，所述第一金属箔为锡。
在一个实施例中，所述第二金属箔为铜、钼、钨中的至少一项。
在一个实施例中，所述第一金属箔的厚度为200-500um。
在一个实施例中，所述阵列沟槽通道包括至少3条沟槽通道，所述沟槽通道的宽度为0.5-2mm，所述沟槽通道的长度为40-60mm。
在一个实施例中，所述第一金属箔的长度大于60mm。
在一个实施例中，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，包括：
将多片加工后的第一金属箔和多片第二金属箔进行交替叠层组合，所述第一金属箔和所述第二金属箔之间通过涂覆导电胶水连接，其中，所述第一金属箔为锡箔，所述第二金属箔为铜箔。
在一个实施例中，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，还包括：
采用夹具将所述初始叠层电极夹紧固定，前端露出电极的长度大于55mm，后端露出电极的长度大于10mm。
本申请实施例第二方面提供了一种微细电火花加工装置，所述微细电火花加工装置由如上述任一项所述的表面微沟槽的加工方法制备。
本申请实施例中，首先在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，阵列沟槽通道的长度小于第一金属箔的长度，将第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，第二金属箔的电火花加工损耗速率小于第一金属箔的电火花加工损耗速率，按照预设的路径对初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料，将叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，气体由所述储气装置的出气口和阵列沟槽通道输出，将叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构，从而实现深窄微沟槽的高质高效微细电火花加工，解决微细电火花加工过程中存在的碎屑排除难度较大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的表面微沟槽的加工方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的带阵列沟槽通道的第一金属箔的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的第一金属箔和第二金属箔交替叠层的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的叠层电极坯料及储气装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的储气装置的内部结构示意图；
图6为本申请实施例提供的叠层电极坯料的侧面结构示意图；
图7为本申请实施例提供的叠层电极坯料的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例提供了一种表面微沟槽的加工方法，参见图1所示，所述表面微沟槽的加工方法包括步骤s10至步骤s50。
在步骤s10中，在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，所述阵列沟槽通道的长度小于所述第一金属箔的长度。
在本实施例中，在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，阵列沟槽通道的两端留有余量，可以保证第一金属箔的整体形状，便于后续构建叠层电极坯料。
在其中一个实施例中，参见图2所示，阵列沟槽通道1位于第一金属箔2的中央位置，阵列沟槽通道1的长度小于第一金属箔2的长度。
在步骤s20中，将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，其中，所述第二金属箔的电火花加工损耗速率小于所述第一金属箔的电火花加工损耗速率。
在本实施例中，第二金属箔和第一金属箔的电火花加工电极损耗速率不同，多层第一金属箔和第二金属箔交替叠层组合，第一金属箔上设有阵列沟槽通道的一面与第二金属箔贴合形成内部阵列沟槽通道。
在其中一个实施例中，第一金属箔的电火花加工损耗速率较大。
具体应用中，电火花加工损耗速率是指金属箔在电火花加工时的损耗速率，用于表征金属箔的消耗情况，第一金属箔可由熔点较低的材料制备，例如，第一金属箔可以为锡。
参见图3所示，第一金属箔和第二金属箔交替层叠形成初始叠层电极20，初始叠层电极的前端22处露出的阵列沟槽通道1的长度大于初始叠层电极的后端21处露出的阵列沟槽通道1的长度。
在步骤s30中，按照预设的路径对所述初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料。
在其中一个实施例中，按照预设的路径进行加工，获得叠层电极初始坯料，然后去除电极长度方向上未加工阵列沟槽通道的部分，从而可以获得叠层电极坯料。
在一个具体应用实施例中，采用电火花线切割工艺按照给定路径进行加工，获得叠层电极初始坯料，然后采用电火花线切割去除电极长度方向未加工沟槽通道的部分，从而获得叠层电极坯料。
在步骤s40中，将所述叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，所述气体由所述储气装置的出气口和所述阵列沟槽通道输出。
在本实施例中，将叠层电极坯料固定在储气装置中，储气装置的进气口通过气管连接气压阀，通过调节气压阀将气体从储气装置的进气口输入，随后，气体从储气装置的出气口(即叠层电极坯料的四周)以及叠层电极坯料内部的阵列沟槽通道排出。
图5为储气装置41的内部结构示意图，结合图4和图5所示，储气装置41的进气口31用于输入气体，储气装置41的出气口32和阵列沟槽通道33用于排出气体。
具体的，储气装置41的出气口32位于电极侧壁，阵列沟槽通道33与第二金属箔之间组成电极内部排气口。
结合图6和图7所示，气体从电极内阵列沟槽进气口331进气，电极侧壁排气口332和电极内阵列沟槽通道排气口33排出气体。
在步骤s50中，对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构。
通过上述步骤s10至步骤s50可以制备出合适的工具电极，实现气体辅助电火花加工表面微沟槽，达到深窄微沟槽的高质高效微细电火花加工。
在具体应用中，通过叠层电极侧壁和内部阵列沟槽通道气体辅助，将电火花加工过程中产生的碎屑快速地排出加工间隙，改善加工环境，从而提高微细电火花加工的效率和稳定性，以及微沟槽的表面质量，实现深窄微沟槽的高质高效加工。
在一个实施例中，在步骤s50中，对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，包括：将所述叠层电极坯料在同一块金属工件的不同位置进行多轮固定深度的电火花加工。
在本实施中，将叠层电极坯料在同一块金属工件的不同位置进行多轮固定深度的电火花加工，利用不同材料的工具电极具有不同的损耗速率这一特性，使叠层电极工作面逐渐损耗形成稳定的轮廓结构。
通过向叠层电极内部的阵列沟槽通道通入气体，有助于加工间隙内碎屑的快速排出，改善加工环境，从而提高微细电火花加工效率及微沟槽的表面质量，实现深窄微沟槽的高质高效加工。
在一个实施例中，所述第一金属箔为锡。
在一个实施例中，所述第二金属箔为铜、钼、钨中的至少一项。
在一个实施例中，所述第一金属箔的厚度为200-500um。
在一个实施例中，第一金属箔的厚度为300um。
在一个实施例中，第二金属箔的厚度为30-60um。
在一个实施例中，第二金属箔的厚度为50um。
在一个实施例中，所述阵列沟槽通道包括至少3条沟槽通道，所述沟槽通道的宽度为0.5-2mm，所述沟槽通道的长度为40-60mm。
在一个实施例中，所述第一金属箔的长度大于70mm，阵列沟槽通道的两端各留10mm的余量。
在一个实施例中，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，包括：将多片加工后的第一金属箔和多片第二金属箔进行交替叠层组合，所述第一金属箔和所述第二金属箔之间通过涂覆导电胶水连接，其中，所述第一金属箔为锡箔，所述第二金属箔为铜箔。
在本实施例中，通过将多片加工后的锡箔和多片铜箔进行叠层组合，然后通过在箔片表面涂覆导电胶水的方式牢固连接各箔层。
在一个具体应用实施例中，将9片加工后的锡箔和10片铜箔原材料进行交替叠层组合，各箔层之间通过涂覆一层极薄的导电胶水进行牢固连接，然后采用夹具将其夹紧固定，前端露出电极长度为55mm，后端露出长度10mm。
在一个实施例中，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，还包括：采用夹具将所述初始叠层电极夹紧固定，前端露出电极的长度大于55mm，后端露出电极的长度大于10mm。
在本实施例中，阵列沟槽通道两端留有预设长度的金属箔，夹具前端露出预设电极长度，例如，前端露出电极的长度大于后端露出电极的长度。
在一个实施例中，夹具后端露出的电极长度大于带阵列沟槽通道的第一金属箔两端留有的余量长度。
在一个实施例中，余量长度可以为10mm。
本申请实施例第二方面提供了一种微细电火花加工装置，所述微细电火花加工装置由如上述任一项所述的表面微沟槽的加工方法制备。
在具体应用中，通过叠层电极侧壁和内部阵列沟槽通道进行气体辅助，应用于微细电火花加工深窄槽中，可以将电火花加工过程中产生的碎屑快速地排出加工间隙，改善加工环境，从而提高微细电火花加工的效率和稳定性，以及微沟槽的表面质量，实现深窄微沟槽的高质高效加工。
本申请实施例中，首先在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，阵列沟槽通道的长度小于第一金属箔的长度，将第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，第二金属箔的电火花加工损耗速率小于第一金属箔的电火花加工损耗速率，按照预设的路径对初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料，将叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，气体由所述储气装置的出气口和阵列沟槽通道输出，将叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构，从而实现深窄微沟槽的高质高效微细电火花加工，解决微细电火花加工过程中存在的碎屑排除难度较大的问题。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述表面微沟槽的加工方法包括：
在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，所述阵列沟槽通道的长度小于所述第一金属箔的长度；
将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，其中，所述第二金属箔的电火花加工损耗速率小于所述第一金属箔的电火花加工损耗速率；
按照预设的路径对所述初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料；
将所述叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，所述气体由所述储气装置的出气口和所述阵列沟槽通道输出；
对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构。
2.根据权利要求1所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述对所述叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，包括：
将所述叠层电极坯料在同一块金属工件的不同位置进行多轮固定深度的电火花加工。
3.根据权利要求1所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述第一金属箔为锡。
4.根据权利要求3所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述第二金属箔为铜、钼、钨中的至少一项。
5.根据权利要求3所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述第一金属箔的厚度为200-500um。
6.根据权利要求5所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述阵列沟槽通道包括至少3条沟槽通道，所述沟槽通道的宽度为0.5-2mm，所述沟槽通道的长度为40-60mm。
7.根据权利要求6所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述第一金属箔的长度大于60mm。
8.根据权利要求1所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，包括：
将多片加工后的第一金属箔和多片第二金属箔进行交替叠层组合，所述第一金属箔和所述第二金属箔之间通过涂覆导电胶水连接，其中，所述第一金属箔为锡箔，所述第二金属箔为铜箔。
9.根据权利要求1所述的表面微沟槽的加工方法，其特征在于，所述将所述第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，还包括：
采用夹具将所述初始叠层电极夹紧固定，前端露出电极的长度大于55mm，后端露出电极的长度大于10mm。
10.一种微细电火花加工装置，其特征在于，所述微细电火花加工装置由如权利要求1至9任一项所述的表面微沟槽的加工方法制备。
技术总结