气促液阵列微细环槽电解加工装置制造方法及图纸

一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，包括电极套和喷嘴，所述喷嘴安装在电极套的下端上，所述电极套自上而下依次设有用于机床主轴连接的机床主轴连接口、气体腔和电解液腔，所述气体腔与气体入口连接，气体入口通过软管与高压气泵相连，电解液腔与液体入口连接，液体入口通过软管与电解液槽连接；所述喷嘴上设有阵列工具电极，每个工具电极均为管型腔体结构，同时其上端分别与电解液腔连通。本实用新型专利技术提供了一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，能实现金属表面微环槽高效率、高稳定性、高精度加工。

Electrochemical machining device of micro ring cell with gas liquid array

【技术实现步骤摘要】
气促液阵列微细环槽电解加工装置
本技术涉及微细电解加工
，尤其是涉及一种气促液阵列微细环槽电解加工装置。
技术介绍
微细孔、凹坑矩阵或微细环槽等表面微织构其具有超疏水、减阻、隐身等特性，在航空、航天以及平板显示、照明、太阳能等领域有着广泛应用前景。尤其微环槽结构，由于其优良的储油性，在发动机表面结构中也得到了广泛的应用。传统的微细环槽加工多采用机械铣削和电化学铣削的方法。机械铣削具有高柔性度，加工范围广等特点，可以加工各种不同尺寸的环槽。但是加工中往往存在机械力的作用，成型工件表面不可避免会出现毛刺现象，毛刺相比微细环槽尺寸太大，因而难以去除。电化学铣削是一种新型加工方式，具有高精度，无残余应力，不受材料的强度、硬度、韧性等优点。但电化学加工会存在杂散腐蚀现象，影响微细环槽的精度。且电化学铣削和机械铣削，两者对于加工群环槽，均难以保证其一致性，因此急需一种新的加工方法以满足微细阵列环槽的高效率、高精度、低成本加工。
技术实现思路
为了克服现有微细环槽加工存在的缺陷，本技术提供了一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，能实现金属表面微环槽高效率、高稳定性、高精度加工。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，包括电极套和喷嘴，所述喷嘴安装在电极套的下端上，所述电极套自上而下依次设有用于机床主轴连接的机床主轴连接口、气体腔和电解液腔，所述气体腔与气体入口连接，气体入口通过软管与高压气泵相连，电解液腔与液体入口连接，液体入口通过软管与电解液槽连接；所述喷嘴上设有阵列工具电极，每个工具电极均为管型腔体结构，同时其上端分别与电解液腔连通，其下端为出液口；所述电极套整体呈T型，电极套的中心处设有与阵列工具电极数目相匹配的阵列管形腔，每个管形腔的上端分别与气体腔连通，每个管形腔的下端穿过电解液腔并伸入到工具电极内，每个工具电极的下端均长于相应的管形腔的下端，即每个管形腔的下端出气口均位于相应的工具电极的腔体内；电源正极接待加工工件，电源负极接喷嘴，电解液通过工具电极从出液口喷出冲击工件表面，高压气体通过阵列管形腔从出气口喷出在电解液柱中心形成高压气柱，并将贴壁处的电解液沿径向向外吹出，促使电解液高速通过加工间隙，控制电解液聚焦于喷嘴上每个工具电极正对工件的区域内，进而实现阵列微细环槽的加工；同时机床主轴带动喷嘴及电极套向工件方向进给，保持工件和工具电极之间有一定的加工间隙，持续该过程直至阵列圆槽加工完毕，获得需要的加工形貌。进一步，所述阵列工具电极呈1×3排布，阵列管形腔也呈1×3排布。再进一步，所述液体入口和气体入口的孔轴线均平行布置，阵列管形腔与工具电极的腔体同轴设置。更进一步，所述喷嘴上设有环形凸台，所述电极套的下端上设有环形凹槽，所述喷嘴和电极套上分别设有连接孔，所述环形凸台卡入环形凹槽内，同时通过螺栓穿过喷嘴和电极套上相对应的连接孔进行连接。本技术的有益效果主要表现在：本技术采用气促液方法进行阵列微细环槽电解加工，通过阵列管形腔内的高压气体将电解液沿径向向外吹出，使电解液聚焦于工具电极正下方的特定加工区域，在提高微细电解加工的定域性的同时，能实现金属表面微环槽高效率、高稳定性、高精度加工。附图说明图1是本装置总装配图。图2是喷嘴出液口部分放大图。图3是电极套的示意图。图4是单冲液下液体体积分数图。图5是气液混合下液体体积分数图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1～图5，一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，包括喷嘴1、电极套2，所述电极套2设有电解液腔6、气体腔4、阵列管形腔12、气体入口3、液体入口4；所述气体入口3连通气体腔4，所述气体入口3通过软管与高压气泵相连；所述液体入口4连通电解液腔6，所述液体入口4通过软管与电解液槽连接；所述电极套上端设有机床主轴连接口5，所述电极套内部设有呈1×3阵列管形腔12，所述阵列管形腔12上端连通气体腔4，下端为出气口9。所述电极套整体呈T型，喷嘴1也呈T型，由金属导电材料制成，上端是一个圆盘，下端设有三个工具电极13，所述喷嘴1上部设有环形凸台14，方便与电极套2上的环形凹槽紧密配合，防止电解过程中有电解液溢出，所述喷嘴1可通过连接孔10与喷嘴连接孔11固定连接，此可拆式连接便于更换无效的电极，所述工具电极13下端为出液口8；所述出气口9和出液口8的孔轴线均平行布置，阵列管形腔12与工具电极13的腔体15同轴设置，且阵列管形腔被包覆在工具电极13内。出气口9的高度高于出液口8的高度，避免加工过程中出现出气口被堵塞现象。如图4～5所示，为液体体积分数fluent仿真图，电解液柱19和高压气体柱18均喷射到工件表面。图中颜色较浅区域代表液体，颜色较深区域代表气体，两个区域之间为气液混合区。如图4，在无高压气体介入下，非加工区域16、17也存有电解液，致使加工轮廓边缘造成多余的电解腐蚀，成形的微细环槽达不到所需形状，如图5，在高压气体介入下，加工面上方形成一定直径的高压气柱，将原本覆盖在非加工区域的电解液沿径向向外吹出，促使工具电极内部无电解液，电解液集中在加工间隙20内，将会形成高精度微细环槽。另外，由于电解液在高压气体的作用下被集中在加工间隙20内，液体电阻减小，间隙内电流密度变大，加快了电化学反应速度。此装置通过控制电解液的分布，使微细电解加工所形成的环槽具有良好的几何形状，提升了加工效率，并大大降低了阵列微细环槽的加工难度，实现金属表面微细群环槽高效率、高稳定性、高精度加工目的。本技术采用的加工方法如下：通过电极套1连接电源负极，工件连接电源正极，电解液通过电解液腔6均匀的分配到工具电极的腔体15内，通电后，参与群电极与工件之间的电化学反应；此时气体在工具电极的腔体15内的非加工区域形成高压气柱，并将贴壁处的电解液沿径向向外吹出，促使电解液高速通过加工间隙，控制电解液聚焦于电极套上每个工具电极正对工件的区域内，进而实现阵列微细环槽的加工；同时机床主轴带动喷嘴1及电极套2向工件方向进给，保持工件和工具电极之间有一定的加工间隙，持续该过程直至阵列圆槽加工完毕，获得需要的加工形貌。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，其特征在于：包括电极套和喷嘴，所述喷嘴安装在电极套的下端上，所述电极套自上而下依次设有用于机床主轴连接的机床主轴连接口、气体腔和电解液腔，所述气体腔与气体入口连接，气体入口通过软管与高压气泵相连，电解液腔与液体入口连接，液体入口通过软管与电解液槽连接；/n所述喷嘴上设有阵列工具电极，每个工具电极均为管型腔体结构，同时其上端分别与电解液腔连通，其下端为出液口；所述电极套整体呈T型，电极套的中心处设有与阵列工具电极数目相匹配的阵列管形腔，每个管形腔的上端分别与气体腔连通，每个管形腔的下端穿过电解液腔并伸入到工具电极内，每个工具电极的下端均长于相应的管形腔的下端，即每个管形腔的下端出气口均位于相应的工具电极的腔体内；/n电源正极接待加工工件，电源负极接喷嘴，电解液通过工具电极从出液口喷出冲击工件表面，高压气体通过阵列管形腔从出气口喷出在电解液柱中心形成高压气柱，并将贴壁处的电解液沿径向向外吹出，促使电解液高速通过加工间隙，控制电解液聚焦于喷嘴上每个工具电极正对工件的区域内，进而实现阵列微细环槽的加工；同时机床主轴带动喷嘴及电极套向工件方向进给，保持工件和工具电极之间有一定的加工间隙，持续该过程直至阵列圆槽加工完毕，获得需要的加工形貌。/n...

【技术特征摘要】
1.一种气促液阵列微细环槽电解加工装置，其特征在于：包括电极套和喷嘴，所述喷嘴安装在电极套的下端上，所述电极套自上而下依次设有用于机床主轴连接的机床主轴连接口、气体腔和电解液腔，所述气体腔与气体入口连接，气体入口通过软管与高压气泵相连，电解液腔与液体入口连接，液体入口通过软管与电解液槽连接；
所述喷嘴上设有阵列工具电极，每个工具电极均为管型腔体结构，同时其上端分别与电解液腔连通，其下端为出液口；所述电极套整体呈T型，电极套的中心处设有与阵列工具电极数目相匹配的阵列管形腔，每个管形腔的上端分别与气体腔连通，每个管形腔的下端穿过电解液腔并伸入到工具电极内，每个工具电极的下端均长于相应的管形腔的下端，即每个管形腔的下端出气口均位于相应的工具电极的腔体内；
电源正极接待加工工件，电源负极接喷嘴，电解液通过工具电极从出液口喷出冲击工件表面，高压气体通过阵列管形腔从出气口喷出在电解液柱中心形成高压气柱，并将贴壁处的电解液沿径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明环，王嘉杰，童文俊，商勇超，陈侠，何凯磊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33