一种快速导流工具电极制造技术

本发明专利技术公开了一种快速导流工具电极，包括三个组件：电极导体头，电极导体柱和电极绝缘体。电极导体头和电极导体柱采用收缩装配方式组合，在电极导体柱的尾部连接加工电源的负极，工件连接加工电源的正极，再和流动的电化学工作液共同作用，对具有交叉内孔结构的工件进行去毛刺并倒圆角加工。电极导体柱的外表面采用小间隙配合安装电极绝缘体，电极绝缘体中部设置有棱柱增速导流结构，并与电极导体头顶部的背靠式组合锥台结构联合作用，既能加快电化学工作液流速，快速带离加工过程中的反应产物和热量，又能保护非加工部位的原有精度和工件表面质量不受影响。本发明专利技术结构简单，加工效率高，工具寿命长、可更换、维护成本低。维护成本低。维护成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种快速导流工具电极


[0001]本专利技术涉及一种快速导流工具电极设计结构，主要用于燃油喷射泵体等具有交叉内孔结构工件的去毛刺并倒圆角加工，属于电化学加工


技术介绍

[0002]燃油喷射泵体等具有交叉内孔结构的工件在内孔交叉部位普遍存在毛刺，采用电化学方法可以对其去毛刺并倒圆角。在电化学加工过程中，要尽量使电化学工作液流道保持通畅、流场均匀，以尽快排除加工产物和反应生成的热量。如果加工部位的流场分布不均，则会导致加工面上的毛刺溶解不均匀，甚至产生流纹、凸起；加工产物难以及时排除，由此影响加工精度、表面质量和加工过程稳定性，严重时还易发生短路，对整个加工系统造成损伤。
[0003]电化学工作液的流场要求工具电极和工件内孔之间必须存在特定的工作间隙，用以维系电化学工作液到达加工部位，同时保护工件不需加工的非毛刺部位。工具电极的结构和精度决定了工作间隙的尺寸和形状，进而直接影响电化学工作液的流道形式及其流速。目前公开的工具电极结构设计主要关注其绝缘性和密封性，对于电化学工作液的流速，通常是采取增加工作液入口压力的办法来提速。这种做法会增加设备投资成本和能源消耗，不符合生产企业的发展需要。本专利技术设计了一种棱柱、锥台组合结构的工具电极，能够以较低的成本明显提升电化学工作液的流速。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要针对燃油喷射泵体类工件内部交叉孔在进行电化学去毛刺并倒圆角加工时，容易产生过度加工，工具电极易发生短路以及效率不高等问题，提供一种新型工具电极的设计结构。采用本专利技术提供的技术方案，不仅能够提升电化学去毛刺并倒圆角加工时的流速，无缺液区，加工效率高，表面质量好，而且工件非加工区域对应的电极部位采用绝缘体屏蔽，不影响工件原有精度和表面质量，加工区域毛刺去除效果好，加工精度高，电极无短路烧伤，使用寿命长，维护方便。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括：
[0006]本专利技术提供一种快速导流工具电极的设计结构，包括三个组件：电极导体头，电极导体柱和电极绝缘体。
[0007]本专利技术提供一种快速导流工具电极的工作方法，包括：电极导体头和电极导体柱采用收缩装配方式组合到一起，在电极导体柱的尾部连接加工电源的负极，工件连接加工电源的正极，再和流动的电化学工作液共同作用，形成加工回路，对具有交叉内孔结构的工件去除毛刺并倒圆角。
[0008]所述的电极导体头可以采用黄铜等导电性好的材质。为了有效去除工件交叉内孔的毛刺并倒圆角，所述的电极导体头总体呈圆柱状，分为前、中、后三个部分，前部和后部收缩，而靠近工件加工位置的中部呈一定凸起，形成背靠式组合锥台结构，能够保证该加工区
域的电离效率更快，去毛刺效果更好，倒圆角精度更高。同时中部凸起结构位于加工区域中心，能够增强电化学工作液流动过程中的湍流效果，利于快速排除加工产物和反应生成的热量。
[0009]所述的电极导体头从后部向前开孔，采用收缩装配方式和所述的电极导体柱组合到一起。当加工过程中发生短路造成电极导体头损伤时，可以单独更换电极导体头，从而降低整体更换电极的成本。
[0010]所述的电极导体柱可以采用304不锈钢等导电性好，易加工，耐腐蚀的材质。
[0011]所述的电极导体柱总体呈圆柱状，分为前、中、后三个部分，前部采用收缩装配方式插到所述的电极导体头后部开孔中，和所述的电极导体头组合到一起；中部采用小间隙配合与所述的电极绝缘体组合在一起；后部通过紧固螺栓、固定块连接到电极线接口，再通过电源线连接到加工电源的负极。
[0012]所述的电极导体柱的外表面采用小间隙配合安装电极绝缘体，电极绝缘体中部设置有棱柱增速导流结构，既能加快非工作区域的电化学工作液流速，快速带离加工过程中的产物和热量，又可以保护工件非加工部位的形状、精度不受加工过程影响。
[0013]所述的电极绝缘体可以采用工程树脂、塑料等绝缘性好并有一定耐热能力的材质，用于屏蔽电场，阻挡所述的电极导体柱与工件非加工部位接触，保护工件非加工区域的原有精度和表面质量不受加工过程影响。
[0014]所述的电极绝缘体与工件内孔保持一定的工作间隙，以保证电化学工作液有足够的流速，快速排除加工产物和反应生成的热量。
[0015]所述的电极绝缘体总体呈圆柱状，分为前、中、后三个部分，前部端面与所述的电极导体头的后部端面紧密接触，中部采用棱柱结构增强电化学工作液的流速，后部的圆柱结构提供密封面，固定在电化学工作液的密封罩中。密封罩被夹持在工件与电化学工作液罩之间，从而工具电极整体结构得以固定。
[0016]电极绝缘体后部的锥台导流面提供电化学工作液的流道，使电化学工作液可以通过工具电极与工件之间的工作间隙，电极绝缘体后部的锥台导流面，密封罩，电化学工作液罩以及电化学工作液接口，形成电化学工作液的完整加工回路。
[0017]所述的电化学工作液成分为20％浓度的NaNO3水溶液，溶液密度为1250kg/m3，温度为28℃。工作液入口流速为5m/s，出口背压为101,325Pa。用直流脉冲电源加工，电压为70V；工具电极和工件间单边间隙最小值为0.07mm。
[0018]所述的一种快速导流工具电极采用逆流式流场进行去毛刺并倒圆角加工。
[0019]本专利技术的有益效果在于：
[0020]本专利技术的一种快速导流工具电极，在有毛刺加工区域对应的电极导体头工作端设计为两头收缩、中间突出的背靠式组合锥台结构，在无毛刺非加工区域对应的电极绝缘体设计为棱柱和锥台组合结构，出液流道为电极导体头以及电极绝缘体与工件内孔之间的间隙，可有效提高加工区域和非加工区域电化学工作液的流速，有利于将加工产物和热量快速带走，增强毛刺去除效率和倒圆角精度，且保护非加工区域原有的尺寸精度和表面质量，避免杂散腐蚀；工件内孔交叉部位的加工表面质量稳定，尺寸精度高。电极导体头材料选用黄铜，导电性好；电极导体柱材料选用304不锈钢，耐腐蚀；电极绝缘体选用聚醚醚酮，绝缘性高。工具电极使用寿命长，加工简单，易于更换，维护方便。
[0021]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到启示。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0022]当阅读以下详细描述时，请参考附图以便更好地理解本专利技术的特征和优点。在整个附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：
[0023]图1是工具电极的工作位置示意图。
[0024]图2是工具电极周围流场的方向和速度分布图。
[0025]图3是工具电极导体和导体柱的总体结构示意图。
[0026]图4是工具电极绝缘体的总体结构示意图。
[0027]图5是工具电极的总体装配结构示意图。
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速导流工具电极，其特征在于：包括三个组件：电极导体头，电极导体柱和电极绝缘体；所述电极导体头和所述电极导体柱采用收缩装配方式组合到一起，在所述电极导体柱的外表面采用小间隙配合安装所述电极绝缘体。2.根据权利要求1所述的一种快速导流工具电极，其特征在于：所述电极导体头为总体呈圆柱形的前后收缩、中间突出的背靠式组合锥台结构部件；当将所述电极导体头中间突出部位的直径设定为D1、将所述电极导体头前部端面的直径设定为D2、将所述电极导体头后部端面的直径设定为D3、将所述电极导体头中间突出部位至后部端面的长度设定为L1、将所述电极导体头后部端部向前开孔的长度设定为L2、将所述电极导体头的总长度设定为L3时，所述电极导体头的前部直径比(D2/D1)为0.3～0.7，所述电极导体头的后部直径比(D3/D1)为0.5～0.9，所述电极导体头的后部长度比(L1/L3)为0.7～0.9，所述电极导体头的后部开孔长度比(L2/L3)为0.6～0.8。3.根据权利要求1所述的一种快速导流工具电极，其特征在于：所述电极导体柱为圆柱形部件；当将所述电极导体柱的直径设定为D4、将所述电极导体柱和所述电极导体头装配后的总长度设定为L0时，所述电极导体头的总长度比(L3/L0)为0.02～0.06，所述电极导体柱的总长度比((L0
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L2
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L3)/L0)为0.94～0.98，所述电极导体柱的直径比(D4/D1)为0.3～0.7。4.根据权利要求1所述的一种快速导流工具电极，其特征在于：所述电极绝缘体为圆柱形部件；当将所述电极绝缘体的总长度设定为L4、将所述电极绝缘体的前部长度设定为L5、将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙福臻，贾广斌，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：