加工深盲孔内型腔结构用电解工具及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种加工深盲孔内型腔结构用电解工具，包括阴极基体、电解液注入装置、电源和驱动装置，电源的阳极用于与工件导通，电源的阴极能够与阴极基体导通，阴极基体为金属中空棒状结构，阴极基体内设置有中空腔，阴极基体上设置有与中空腔连通的加工口，加工口沿着阴极基体的长度方向延伸，电解液注入装置能够向中空腔内注入电解液，电解液通过加工口喷射向工件的内腔壁，阴极基体除加工口外的其他部位的外壁均做绝缘处理，驱动装置用于驱动工件转动，本发明专利技术还提供了一种如上所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具的使用方法。本发明专利技术提供的方案能够提高深盲孔内型腔结构的加工质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
加工深盲孔内型腔结构用电解工具及其使用方法


[0001]本专利技术涉及盲孔加工设备
，特别是涉及一种加工深盲孔内型腔结构用电解工具及其使用方法。

技术介绍

[0002]轻量化结构件在以减重、高性能为目标的航空航天领域应用广泛。轻量化结构的表现形式多种多样，深盲孔内型腔结构为其中之一，表现为内大外小，且两孔间以圆角过渡，多常见于飞机起落架轮轴、火箭发动机涡轮泵主轴、飞机螺旋桨轴等各类国防装备的轴筒类零件中。深盲孔内型腔结构在满足机械性能的前提下，可有效减轻该零件的重量，对以减轻构件重量为第一目标的航空设计具有重要意义。
[0003]目前多数采用机械钻削、镗削加工深盲孔内型腔结构，然而，常规机械加工时，由于刀杆较长，呈悬臂梁结构，易出现轴线偏斜、刀具振颤以及散热条件差等问题，致使刀具磨损严重，加工精度难以保证，尤其针对高强度合金钢、高温合金等材料，加工难度极大，成本十分高昂。近年来，采用电解加工是深盲孔加工的重要技术方向，电解加工是利用阳极电化学溶解原理来实现金属材料去除的工艺方法，为非接触式加工模式，具有加工表面质量好、生产效率高、无工具损耗、无切削应力、不受材料物理性能限制等优点，能以简单的进给运动一次加工出复杂的型腔结构，对于加工此类深盲孔内型腔结构具备良好的应用前景。
[0004]在文献“轻量化阶梯孔结构电解加工试验研究”中采用局部绝缘局部裸露的棒状工具阴极深入加工区，通过工具阴极无进给的静态电化学腐蚀实现内型腔加工。由于该加工过程为自由腐蚀，加工精度难以控制，导致加工表面质量差。在专利“一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极”中设计了一种具有螺旋形出液口的电解镗孔用阴极，配合数控运动，能实现阶梯孔的数控电解车削镗孔加工。然而，在该方法中，已加工面会被阴极二次腐蚀，造成点蚀等表面质量缺陷的出现，影响工程应用。鉴于此，提供一种能实现深盲孔内型腔结构的高精度、高质量的电解加工用工具阴极及方法是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种加工深盲孔内型腔结构用电解工具及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高深盲孔内型腔结构的加工质量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种加工深盲孔内型腔结构用电解工具，包括阴极基体、电解液注入装置、电源和驱动装置，所述电源的阳极用于与工件导通，所述电源的阴极能够与所述阴极基体导通，所述阴极基体为金属中空棒状结构，所述阴极基体内设置有中空腔，所述阴极基体上设置有与所述中空腔连通的加工口，所述加工口沿着所述阴极基体的长度方向延伸，所述电解液注入装置能够向所述中空腔内注入电解液，所述电解液通过所述加工口喷射向所述工件的内腔壁，所述阴极基体除所述加工口外的其他部位的外壁均做绝缘处理，所述
驱动装置用于驱动所述工件转动。
[0008]优选的，所述驱动装置还能够驱动所述阴极基体沿着所述工件内腔的径向方向做直线进给运动。
[0009]优选的，还包括衬套，所述衬套为套筒状结构，所述衬套内嵌于所述中空腔内，所述衬套与所述中空腔同轴且紧密接触，所述电解液注入装置能够向所述衬套内注入电解液，所述衬套朝向所述加工口一侧的侧面上开设有多个出液缝，多个所述出液缝沿着所述衬套的长度方向依次开设，相邻的两个所述出液缝之间的间距沿着电解液在所述衬套内流动的方向逐渐变大。
[0010]优选的，所述加工口通过溢流通道与所述中空腔连通，所述溢流通道沿着所述电解液流出的方向依次包括收缩通道和等距缓冲通道，所述收缩通道的横截面积沿着所述电解液的流动方向逐渐变小，所述等距缓冲通道的横截面积沿着所述电解液的流动方向始终一致，所述收缩通道与所述等距缓冲通道连通的一端的横截面积小于所述等距缓冲通道的横截面积。
[0011]优选的，所述加工口突出于所述阴极基体，所述收缩通道开设于所述阴极基体的壁面上，所述收缩通道两侧的所述阴极基体外壁上固定设置有两个延伸板，两个所述延伸板之间形成所述等距缓冲通道，所述延伸板远离所述阴极基体的一端形成所述加工口，所述延伸板相背离的一侧固定设置有绝缘板，所述延伸板和所述绝缘板远离所述阴极基体的一端端面呈弧形面，所述弧形面朝向所述阴极基体弯曲。
[0012]优选的，还包括阴极连接杆，所述阴极连接杆与所述阴极基体固定连接，所述阴极连接杆内设置有导流通道，所述导流通道与所述中空腔连通，所述阴极与所述阴极连接杆连接，所述阴极连接杆由导电材料制成，所述电解液注入装置向所述导流通道内注入所述电解液。
[0013]优选的，所述阴极连接杆与所述阴极基体之间还固定设置有导电铜环，所述阴极连接杆、所述导电铜环与所述阴极基体同轴设置，且三者通过螺钉连接。
[0014]优选的，所述阴极基体的两端分别固定设置有底部导流块和端部导流块。
[0015]本专利技术还提供了一种如上所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具的使用方法，用于对深盲孔内型腔进行扩孔加工，包括：
[0016]步骤一：将待加工的工件安装于具有旋转轴的工作台上，所述工作台能带动所述工件进行转动，并将所述工件与所述电源的阳极连接；
[0017]步骤二：将所述阴极基体安装于具有直线进给功能的运动平台上，并将所述阴极基体与所述电源的阴极连接；所述驱动装置包括所述工作台和所述运动平台
[0018]步骤三：对所述工件和所述阴极基体安的位置进行检测校对；
[0019]步骤四：通入电解液，电解液从出液口以一定速度由加工口喷射至加工间隙内；
[0020]步骤五：接通所述电源进行加工，加工过程中，所述工件在旋转轴的带动下绕自身轴线转动，所述阴极基体在运动平台的带动下沿所述深盲孔内型腔的径向做直线运动；
[0021]步骤六：加工结束，断开所述电源，同时停止电解液供液，取下所述阴极基体，完成所述深盲孔内型腔的扩孔加工。
[0022]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0023]1、本专利技术提供的加工深盲孔内型腔结构用电解工具，适用于轴筒类工件内型腔结
构的扩孔加工，采用类似于机械镗削加工的方式，工具阴极(即阴极基体)与轴筒类工件内壁无接触，且工具阴极只裸露加工口部位，电解液从加工口喷射出来后作用于工件内壁上，工件内壁材料溶解的定域性强，能有效避免杂散腐蚀对加工表面的二次加工损伤。
[0024]2、本专利技术设计有收缩通道和等距缓冲通道，从而改善阴极径向电解液流场，有效避免了因电解液流场杂乱导致的加工表面出现的流纹。
[0025]3、本专利技术的阴极基体内部设置有变缝距的群缝状衬套结构，能有效保证加工口喷射电解液流场的均匀性，解决了在较长加工区内局部缺液的问题，加工表面质量稳定，尺寸精度好。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工深盲孔内型腔结构用电解工具，其特征在于：包括阴极基体、电解液注入装置、电源和驱动装置，所述电源的阳极用于与工件导通，所述电源的阴极能够与所述阴极基体导通，所述阴极基体为金属中空棒状结构，所述阴极基体内设置有中空腔，所述阴极基体上设置有与所述中空腔连通的加工口，所述加工口沿着所述阴极基体的长度方向延伸，所述电解液注入装置能够向所述中空腔内注入电解液，所述电解液通过所述加工口喷射向所述工件的内腔壁，所述阴极基体除所述加工口外的其他部位的外壁均做绝缘处理，所述驱动装置用于驱动所述工件转动。2.根据权利要求1所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具，其特征在于：所述驱动装置还能够驱动所述阴极基体沿着所述工件内腔的径向方向做直线进给运动。3.根据权利要求1所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具，其特征在于：还包括衬套，所述衬套为套筒状结构，所述衬套内嵌于所述中空腔内，所述衬套与所述中空腔同轴且紧密接触，所述电解液注入装置能够向所述衬套内注入电解液，所述衬套朝向所述加工口一侧的侧面上开设有多个出液缝，多个所述出液缝沿着所述衬套的长度方向依次开设，相邻的两个所述出液缝之间的间距沿着电解液在所述衬套内流动的方向逐渐变大。4.根据权利要求1所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具，其特征在于：所述加工口通过溢流通道与所述中空腔连通，所述溢流通道沿着所述电解液流出的方向依次包括收缩通道和等距缓冲通道，所述收缩通道的横截面积沿着所述电解液的流动方向逐渐变小，所述等距缓冲通道的横截面积沿着所述电解液的流动方向始终一致，所述收缩通道与所述等距缓冲通道连通的一端的横截面积小于所述等距缓冲通道的横截面积。5.根据权利要求4所述的加工深盲孔内型腔结构用电解工具，其特征在于：所述加工口突出于所述阴极基体，所述收缩通道开设于所述阴极基体的壁面上，所述收缩通道两侧的所述阴极基体外壁上固定设置有两个延伸板，两个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉，段双陆，周政瑞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：