【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于小尺寸外花键加工制造，具体涉及一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置及方法。
技术介绍
1、花键连接是在平键连接基础上发展而来的，用来传递扭矩与旋转运动，在具有较高的定心精度要求及较大的承载载荷及需要经常滑移的联接中优势显著，且花键结构紧凑、易于安装。花键连接是通过内花键与外花键组成，对于小尺寸外花键，其结构通道狭窄、开敞性差、几何精度和表面质量要求苛刻，直接应用已有研究成果还难以满足制造质量、制造效率和制造成本的综合要求。
2、电解加工相较于冷挤压成形加工、机械加工、电火花线切割加工具有独特的优势。电解加工工艺基于电化学阳极溶解原理去除多余材料，加工过程中工件阳极与工具阴极之间始终保持一定的加工间隙，因此工具阴极无损耗，其形状及尺寸基本保持不变，可长期使用。且如果加工过程稳定，工具阴极与工件阳极不会发生短路烧蚀等现象。另外，电解加工工艺不会产生宏观切削力，则零件不会产生残余应力及变形。相比电火花成形加工及机械加工，电解加工工艺加工效率约为其5～10倍，因此电解加工工艺是小尺寸外花键的理想加工工艺。
3、但对于小尺寸变截面外花键电解加工，花键齿廓形状复杂、通道更狭窄、齿根和齿顶曲率变化大，花键各位置电化学溶解规律存在差异，电解加工成形规律复杂，因此，针对小尺寸变截面外花键结构特征，结合电解加工原理探索一种新的电解加工方法及设计相应的加工装置，有望改善电解加工流场均匀性，提高加工稳定性和加工精度。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，包括由上到下依次设置且中心在同一轴线上的阴极安装块、工具阴极、环形电解液导流腔、工件定位腔和工件定位底座；
4、其中，所述阴极安装块左右两侧均开设电解液输出通道，且可拆卸式固定安装在机床主轴上，与机床电源负极连接；
5、所述工具阴极中心位置设有工具阴极变截面加工刃，工具阴极变截面加工刃内壁设有与工件相同齿数的阴极齿，且在电解加工过程中与工件齿槽相对应，工具阴极上端中心孔处镶嵌绝缘汇流腔，绝缘汇流腔与电解液输出通道连通；
6、所述环形电解液导流腔外壁均匀分布多个电解液输入通道，且内部设有电解液整流区，所述电解液整流区底部与所述环形电解液导流腔内部底面留有一定距离，使电解液通过整流区后匀速流进加工间隙；
7、所述工件定位腔中心位置开设一圆形通道，且在装夹过程中，该通道完全贯穿工件定位腔，圆形通道内壁与工件毛坯圆柱面紧密贴合；
8、所述工件底座固定于机床水平工作台上，且工件底座内部中心位置开设用于工件毛坯轴向及角向定位的矩形凹槽，所述工件底座与机床电源正极连接。
9、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
10、上述的工具阴极安装块上端与机床主轴水平找正后通过螺钉进行紧固连接，下端与所述工具阴极连接，且所述工具阴极及所述工具阴极安装块均设有一对不同角度的销孔。
11、上述的绝缘汇流腔采用塑料材质；
12、所述工件定位腔可拆卸式固定连接在所述工件定位底座上。
13、上述的工具阴极变截面加工刃外部轮廓形状为喇叭口，确保工具阴极在不同进给深度下工件毛坯各点处具有相同的溶解速度。
14、上述的绝缘汇流腔内壁设有与所述工具阴极变截面加工刃所对应的齿数及齿槽，所述绝缘汇流腔外壁设有一对销孔，在安装过程中作为角向定位，轴向定位可通过其上面两平面。
15、还包括阴极绝缘层，所述工具阴极设有可供与所述工具阴极安装块及阴极绝缘层进行可拆式固定连接的多个螺纹孔；
16、所述阴极绝缘层设有一对销孔及多个螺纹孔，与所述工具阴极通过销孔定位后，用内六角螺钉与所述工具阴极固定连接；
17、所述阴极绝缘层中心位置设有与所述工具阴极变截面加工刃所对应喇叭孔，其喇叭孔内壁与所述工具阴极变截面加工刃外壁贴合。
18、还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述工件毛坯与所述环形电解液导流腔中心孔侧壁之间。
19、还包括第一密封圈、第三密封圈；
20、所述电解液密封腔通过内六角螺钉与所述环形电解液导流腔进行可拆式固定连接；
21、所述第一密封圈设置在工具侧壁与绝缘密封腔之间；
22、在所述第三密封圈设置在环形电解液导流腔与绝缘密封腔之间，防止在加工过程中电解液飞溅。
23、小尺寸变截面外花键一体电解成形加工方法，包括：
24、将所述工件定位腔可拆卸式固定于所述工件定位底座上，使工件定位腔底面与工件底座顶面紧密贴合，将所述工件毛坯末端镶嵌于工件定位底座相应的凹槽中，并将凹槽底面作为所述工件毛坯的轴向定位，凹槽两互相垂直侧面作为所述工件毛坯的角向定位，
25、通过工件定位腔圆形通道限制所述工件毛坯径向方向移动，且将所述工件定位腔圆形通道内壁与工件毛坯圆柱面紧密贴合；
26、将所述阴极安装块与机床主轴水平找正，然后通过两对不同角度销孔进行定位，并采用内六角螺钉进行可拆卸式固定连接在机床主轴上；将所述绝缘汇流腔镶嵌于所述工具阴极所对应的中心孔处，且将其所对应的两对销孔进行角向定位，上下两平面可用于轴向定位；将所述工具阴极上端面与所述阴极安装块底面紧密贴合，并通过两对不同角度销孔进行定位后，用内六角螺钉紧固连接；
27、通过所述环形电解液导流腔内设的两销孔与所述工件定位腔定位后，将所述电解液导流腔水平置于所述工件定位腔上端，并通过内六角螺钉进行固定连接；
28、将所述阴极安装块与机床主轴水平找正后，通过螺钉进行紧固连接，并与机床电源负极连接；将所述工件底座与机床水平工作台通过螺钉连接，同时接通机床电源正极；
29、将干燥的电解液管道插入所述电解液导流腔的电解液输入通道与所述阴极安装块的电解液输出通道，并试通电解液，检查密封情况；
30、设置变截面外花键电解加工工艺参数，工具阴极随着机床主轴向工件方向不断本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：包括由上到下依次设置且中心在同一轴线上的阴极安装块(1)、工具阴极(3)、环形电解液导流腔(6)、工件定位腔(7)和工件定位底座(8)；
2.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置及方法，其特征在于，所述工具阴极安装块(1)上端与机床主轴水平找正后通过螺钉进行紧固连接，下端与所述工具阴极(3)连接，且所述工具阴极(3)及所述工具阴极安装块(1)均设有一对不同角度的销孔。
3.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：所述绝缘汇流腔(2)采用塑料材质；
4.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：所述工具阴极变截面加工刃(14)外部轮廓形状为喇叭口，确保工具阴极(3)在不同进给深度下工件毛坯(12)各点处具有相同的溶解速度。
5.根据权利要求4所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：所述绝缘汇流腔(2)内壁设有与所述工具阴极变截面加工刃(14)所对应的齿数及齿槽
6.根据权利要求4所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：还包括阴极绝缘层(10)，所述工具阴极(3)设有可供与所述工具阴极安装块(1)及阴极绝缘层(10)进行可拆式固定连接的多个螺纹孔；
7.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：还包括第二密封圈(16)，所述第二密封圈(16)设置在所述工件毛坯(12)与所述环形电解液导流腔(6)中心孔侧壁之间。
8.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：还包括第一密封圈(15)、第三密封圈(17)；
9.一种根据权利要求1-8任一所述装置实现的小尺寸变截面外花键一体电解成形加工方法，其特征在于：所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：包括由上到下依次设置且中心在同一轴线上的阴极安装块(1)、工具阴极(3)、环形电解液导流腔(6)、工件定位腔(7)和工件定位底座(8)；
2.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置及方法，其特征在于，所述工具阴极安装块(1)上端与机床主轴水平找正后通过螺钉进行紧固连接，下端与所述工具阴极(3)连接，且所述工具阴极(3)及所述工具阴极安装块(1)均设有一对不同角度的销孔。
3.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：所述绝缘汇流腔(2)采用塑料材质；
4.根据权利要求1所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加工装置，其特征在于：所述工具阴极变截面加工刃(14)外部轮廓形状为喇叭口，确保工具阴极(3)在不同进给深度下工件毛坯(12)各点处具有相同的溶解速度。
5.根据权利要求4所述的一种小尺寸变截面外花键一体电解成形加...
【专利技术属性】
技术研发人员：强智明，赵建社，王峰，严丁虎，高伟正，张昌昊，
申请(专利权)人：江苏集萃精密制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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