工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极制造技术

本发明专利技术属于电解加工技术领域，具体涉及一种工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极。本发明专利技术包括、前引导、阴极体和后引导，将原有的整体式阴极体改为分体式结构，阴极工作齿固连在阴极体上；与拉杆连接的一端设置一连接头加保护套的结构，阴极体和连接头一旦发生故障均可更换。在阴极连接体和前引导之间设置空腔，并在前引导上设置斜孔出液，增大电解液压力。本发明专利技术可实现对炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具等大口径复杂螺旋线类零件的电解加工技术工程化应用，能有效缩短阴极研制周期，降低成本。

Large diameter complex spiral electrolytic machining cathode with working teeth replaceable

The invention belongs to the technical field of electrochemical machining, in particular to a large diameter complex helix electrochemical machining cathode with replaceable working teeth. The invention comprises a front guide, a cathode body and a rear guide, which change the original integral cathode body into a split structure, and the cathode working teeth are fixed on the cathode body; a structure with a connecting head and a protective sleeve is arranged at one end of the connecting rod, and the cathode body and the connecting head can be replaced once the failure occurs. A cavity is arranged between the cathode connector and the front guide, and an oblique hole is arranged on the front guide to discharge liquid, thereby increasing the electrolytic hydraulic pressure. The invention can realize the engineering application of electrochemical machining technology for complex spiral parts such as gun tube rifling, special-shaped spiral spline, oil drilling and production all-metal screw drilling tools, and can effectively shorten the development cycle of cathode and reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极
本专利技术属于电解加工
，具体涉及一种工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极。
技术介绍
大口径（口径≥80mm）复杂螺旋线（长度≥8000mm，螺旋槽宽＞6mm、深度＞2mm）类零件广泛应用于炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具定子以及螺杆泵中。该类零件采用传统机械拉削加工方法，不仅刀具价格高，其加工成本极为昂贵；随着材料硬度的进一步提高，新产品的材料硬度达HRC48-50，螺旋线槽越来越深，传统的机械拉削加工难以进行，且生产效率低下。自二十世纪五十年代以来，随着数控电解加工技术的不断发展。在中小口径深孔内螺旋线（如中小口径炮管膛线）的加工中，电解加工基本已取代传统的机械拉削。然而，对于本专利技术所提及的大口径复杂螺旋线类零件，经文献检索，已授权的相关专利技术专利，专利号：ZL201310559158.8，该阴极结构不同点如下：1、原阴极工作齿上无增液孔。在长时间、大电流、小间隙、高流速加工条件下，电解加工过程中原阴极可能出现短路或者局部区域阴极工作齿温度较高，阴极发热量大导致绝缘层灼伤的现象。2、原阴极在初始加工时，即阴极齿尚未完全进入大口径深长孔的零件时，电解液由斜孔进入加工间隙，电解液在流动时，往往是沿着有利于水流的方向流动；原有阴极齿结构想让电解液由阴极齿大端流向小端，与阴极运动方向保持一致，但需要额外设计一种密封装置才能实现，这样既增加了零件制造成本，又给大口径深螺旋的精密电解加工提高了难度。3、原专利中的两段孔（泄流小孔乙，泄流小孔甲）安装时需精确，不仅加工难度大，而且会降低阴极体和后引导的强度。4、原有阴极体前面的螺纹是与卧式电解加工拉杆通过螺纹连接，阴极长时间安装、拆卸会导致螺纹磨损，一旦磨损，需要更换整个阴极体，这即浪费了材料，又加大了成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极。为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是：工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极，包括阴极体、前引导、后引导、端盖和工作齿，前引导上设置有斜孔；所述阴极体由连接头、连接体和铜齿段三部分从前到后依次连接组成，所述工作齿设置于铜齿段上，工作齿上设置有增液孔，所述连接头为变径管状，大端伸入连接体的前端部并固定连接；所述连接体的中部周向均布有进液孔，进液孔的外端口位于前引导内壁与连接体外壁之间的空腔处，连接体的后端设置有轴肩；所述铜齿段为桶状结构，前端设置的环状端盖通过压紧螺母设置与连接体的轴肩内侧，后端与端盖之间设置有后引导。所述前引导为前端设置有环状端盖的桶状结构，环状端盖的外侧设置有前螺母，其端盖的内侧面与连接体上进液孔的前侧外壁螺纹连接；前引导的后端与铜齿段外侧的定位台阶紧密配合设置。所述连接头与连接体螺纹连接且用锁紧螺母紧固；所述连接体前端外侧设置有保护套，所述保护套为前端设置有环状端盖的桶状结构，所述连接头穿设固定于环状端盖内，保护套的后端压紧设置于前螺母外侧。所述工作齿上均设置有增液孔，所述增液孔在每个工作齿上沿长度方向由前向后设置有双排，为2-3式排列。所述增液孔直径为1.5mm。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：1、本专利技术工作齿上添加了增液孔，由进液孔进液，斜孔出液，增大了电解液的压力，随着加工横截面面积的增大，同时改变了电解液流的流向，使电解液在进入加工间隙时沿着工作齿齿尖流到齿尾，能更快的带走电解产物，有效增加电解液保证在阴极尾部加工间隙区（即加工横截面积最大区）流场保持饱满充分，实现稳定可靠加工；2、本专利技术中将原来的整体的阴极体设计为三段，其中的连接头与阴极连接体设计可拆卸的连接方式，一旦磨损，只需更换连接头；其中的铜齿段上设置工作齿，工作齿更换方便，能有效节约生产成本；同时连接头与拉杆连接，一旦连接出现故障，只需更换连接头即可；外加保护套能更好的保护阴极不加工部位；3、本专利技术阴极连接体和前引导之间设置空腔，由进液孔进液，斜孔出液，增大了电解液的压力；同时改变了电解液流的流向，使电解液在进入加工间隙时沿着工作齿齿尖流到齿尾，能更快的带走电解产物。4、本专利技术提供的阴极可实现炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具等线类零件的电解加工技术工程化应用。附图说明图1为本专利技术结构半剖视图；图2是图1的A-A处断面图；图3是本专利技术带工作齿阴极体的半剖视图；图4是图3的B-B断面图；图5本专利技术阴极工作齿齿面示意图；图6为加工的零件截面示意图；图中：1、保护套；2、锁紧螺母；3、连接头；4、前螺母；5、连接体；6、密封圈；7、前引导；8、斜孔；9、压紧螺母；10、铜齿段；11、后引导；12、端盖；13、进液孔；14、工作齿；15、增液孔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例提供一种工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极，包括阴极体、前引导7、后引导11、端盖12和工作齿14，前引导7周向分布有多个斜孔8，其孔径小于阴极连接体5上的进液孔13，其外表面上设置有若干密封圈6；所述阴极体由连接头3、连接体5和铜齿段10三部分从前到后依次连接组成，阴极体10外表面上设置有48个三面进给锥状的工作齿14，工作齿14上设置有增液孔15，所述连接头3为变径管状，大端伸入连接体5的前端部并固定连接；小端在加工中与拉杆连接。所述连接体5的中部周向均布有进液孔13，进液孔13的外端口位于前引导7内壁与连接体5外壁之间的空腔处，连接体5的后端设置有轴肩；所述铜齿段10为桶状结构，前端设置的环状端盖通过压紧螺母9设置与连接体5的轴肩内侧，后端与端盖12之间设置有后引导11，端盖12由聚四氟乙烯材料制成，采用螺纹连接方式安装在铜齿段尾部，压紧后引导11。所述前引导7为前端设置有环状端盖的桶状结构，环状端盖的外侧设置有前螺母4，其端盖的内侧面与连接体5上进液孔13的前侧外壁螺纹连接；前引导7的后端与铜齿段10外侧的定位台阶紧密配合设置。所述前引导7和后引导11的材质为聚四氟乙烯，其上设置有密封圈6，前引导7套在阴极连接体5和阴极体10上，并用前螺母4紧固；后引导11套在阴极体10尾部，两连接处均用环氧树脂粘合。所述连接头3管状结构与连接体5螺纹连接且用锁紧螺母2紧固；所述连接体5前端外侧设置有保护套1，所述保护套1为绝缘材料制成，所述保护套1为前端设置有环状端盖的桶状结构，所述连接头3穿设固定于环状端盖内，罩住连接头3和阴极连接体5的连接段，能更好的保护整个阴极的不加工部位。保护套1的后端压紧设置于前螺母4外侧。所述工作齿14上均设置有增液孔15，所述增液孔15在每个工作齿14上沿长度方向由前向后设置有双排，为2-3式排列。所述前引导7和后引导11的材质为聚四氟乙烯，其上设置有密封圈6，所述增液孔15直径为1.5mm，所述的进液孔13的孔径大于斜孔8。所述的连接体5为黄铜材质，管状结构。参见图6，大口径（口径≥80mm）复杂螺旋线（长度≥8000mm，螺旋槽宽＞6mm、深度＞2mm）类零件广泛应用于炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具定子以及螺杆泵中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极，包括阴极体、前引导（7）、后引导（11）、端盖（12）和工作齿（14），前引导（7）上设置有斜孔（8）；其特征在于：所述阴极体由连接头（3）、连接体（5）和铜齿段（10）三部分从前到后依次连接组成，所述工作齿（14）设置于铜齿段（10）上，工作齿（14）上设置有增液孔（15），所述连接头（3）为变径管状，大端伸入连接体（5）的前端部并固定连接；所述连接体（5）的中部周向均布有进液孔（13），进液孔（13）的外端口位于前引导（7）内壁与连接体（5）外壁之间的空腔处，连接体（5）的后端设置有轴肩；所述铜齿段（10）为桶状结构，前端设置的环状端盖通过压紧螺母（9）设置与连接体（5）的轴肩内侧，后端与端盖（12）之间设置有后引导（11）。

【技术特征摘要】
1.工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极，包括阴极体、前引导（7）、后引导（11）、端盖（12）和工作齿（14），前引导（7）上设置有斜孔（8）；其特征在于：所述阴极体由连接头（3）、连接体（5）和铜齿段（10）三部分从前到后依次连接组成，所述工作齿（14）设置于铜齿段（10）上，工作齿（14）上设置有增液孔（15），所述连接头（3）为变径管状，大端伸入连接体（5）的前端部并固定连接；所述连接体（5）的中部周向均布有进液孔（13），进液孔（13）的外端口位于前引导（7）内壁与连接体（5）外壁之间的空腔处，连接体（5）的后端设置有轴肩；所述铜齿段（10）为桶状结构，前端设置的环状端盖通过压紧螺母（9）设置与连接体（5）的轴肩内侧，后端与端盖（12）之间设置有后引导（11）。2.根据权利要求1所述的一种工作齿可更换的大口径复杂螺旋线电解加工阴极，其特征在于：所述前引导（7）为前端设置有环状端盖的桶状结构，环状端盖的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐霖，范植坚，王天诚，赵刚刚，冯鑫，任磊，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61