微熱管內壁非連續微結構電加工工具頭及加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于微細特種加工的技術領域，具體是指一種用于微熱管內壁非連續微結構的微細電解加工的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的發展，高頻、高速和集成電路密集化的微電子器件，耗散功率和發熱量急劇升高，常規的冷卻方式已無法解決電子器件的散熱瓶頸問題。微型熱管以其高導熱率、良好的等溫性、無需額外電力驅動、熱響應快、結構簡單等優點成為高熱流密度電子器件散熱的理想元件。研究結果表明，以具有強化傳熱表面的微熱管取代現有的普通金屬光滑管，能顯著地提高其傳熱效率。強化傳熱表面是指在管內壁表面加工的一些幾十微米到幾百微米尺寸的連續或非連續紊流結構。非連續微結構更有利于冷凝液表面張力發揮作用和液體的沸騰，有利于促進冷凝膜內部的對流換熱、沸騰泡核的成倍增長和氣泡的大量發生和蒸發。
[0003]電解加工(Electrochemical machining，簡稱ECM)是利用金屬在電解液中可以發生陽極溶解的原理去除材料，將零件加工成形的方法(見:丁維育.純鈦微細電解加工基礎試驗研究[D].南京:南京航空航天大學，2010)。電解加工技術具有加工過程中無工具電極損耗，加工范圍廣，加工表面質量好，生產效率高，工件表面沒有殘余應力、變形和熱影響區等優點。因此，電解加工在航空航天、武器制造、模具、精密儀器、生物醫療等領域的應用受到廣泛重視，被應用于加工傳統機械加工難以制造的整體葉輪、葉片、炮管膛線等零件和難加工材料零件如鍛模等的制造，以及齒輪、各種型孔和去毛刺等方面。
[0004]廣東工業大學王冠教授研制的微細電解加工裝置，其采用外表面涂覆有多條螺旋線絕緣膠的上寬下窄的圓錐形陰極頭，連接在中空的導電導液桿前端，用導向裝置保持導電導液桿的穩定性，通過左右螺旋線陰極頭分別正反兩次旋轉進給，在微熱管內表面電解形成大量非連續微結構(見中國專利公告號:CN202684248U)。
[0005]上述技術由于圓錐形陰極外表面與微熱管內表面的間隙非常小，加工中產生的絮狀沉淀易粘附在螺旋形絕緣膠和已加工出的螺旋槽表面，加工產物排除不暢極易造成短路而停止加工。此外，由于現有技術的采用導電導液管帶動陰極頭旋轉，這對陰極頭軸線與微熱管內圓軸線的同軸度要求很高，導電導液管是細長管，容易產生彎曲撓度而破壞對中性，容易引起加工間隙分布不均勻，導致加工深度不均勻。
[0006]上述論述內容目的在于向讀者介紹可能與下面將被描述和/或主張的本實用新型的各個方面相關的技術的各個方面，相信該論述內容有助于為讀者提供背景信息，以有利于更好地理解本實用新型的各個方面，因此，應了解是以這個角度來閱讀這些論述，而不是承認現有技術。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于避免現有技術中的不足而提供一種微熱管內壁非連續微結構電加工工具頭及加工裝置，其利于電解液更新和電解產物的排出，減低對中調整的難度，避免加工深度不均勻問題。
[0008]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0009]提供一種微熱管內壁非連續微結構電加工工具頭，包括導電圓柱體，所述導電圓柱體的外側設置有一排沿軸向均勻分布的圓錐形針尖，圓錐形針尖的針尖方向為徑向，圓錐形針尖與導電圓柱體導電連接。
[0010]其中，所述導電圓柱體上設置有導電片，所述圓錐形針尖設置在導電片上。
[0011]其中，所述導電圓柱體的端部設置有軸向切縫，所述導電片固定安裝于軸向切縫中。
[0012]其中，所述導電片通過焊接、鉚接或螺紋連接的方式固定在軸向切縫中。
[0013]其中，所述圓錐形針尖排列為直線。
[0014]本實用新型采用排狀針尖電極作工具電極進行加工，工具與工件之間存在較大的空隙，有利于加工間隙內工作液的更新，有利于電解產物或電蝕產物的排出，工具電極剛性好，加工微熱管內壁微結構的均勻性好。
[0015]本實用新型還提供了一種微熱管內壁非連續微結構電加工裝置，包括機床、加工電源、如上所述的工具頭，所述機床上設置有可繞Z軸旋轉的工作臺，所述工作臺上設置有夾具，所述工具頭安裝于機床主軸上并可沿Z軸方向上下移動，機床上設置有進液管，進液管的出口位于工具頭的圓錐形針尖上方，加工電源的輸出端正極連接工作臺上的工件，輸出端負極連接工具頭。
[0016]其中，還包括控制系統，所述控制系統用于控制工作臺和機床主軸動作。
[0017]其中，所述工具頭除圓錐形針尖的針尖端外的部分覆蓋有絕緣膠。
[0018]本實用新型加工裝置的工具頭只做上下移動，工件做旋轉運動，當工具頭加工部位與工件內壁的距離在保持不變，只要工具頭尖端的排列方向與工件母線平行，即可保證工件加工深度的均勻性。由于是單邊加工，工具頭相對于工件徑向保持靜止，工件做旋轉運動，不更換電極即可加工更多尺寸的微熱管，可以滿足更多尺寸直徑的工件，這與車削加工相似。
【附圖說明】
[0019]利用附圖對本實用新型作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0020]圖1是微熱管內壁非連續微結構電加工工具頭的結構示意圖。
[0021]圖2是圖1的仰視圖。
[0022]圖3是本微熱管內壁非連續微結構電加工裝置的結構示意圖。
[0023]圖4是采用圖3所述加工裝置加工后的工件內部結構圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0025]本實用新型的核心在于提供一種微熱管內壁非連續微結構電加工工具頭及加工裝置，其采用排狀針尖電極加工管狀金屬工件內表面非連續微結構，有利于電解產物或電蝕產物的排出，采用排狀針尖電極移動和工件旋轉的配合運動，利用電