【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解抛光，具体为一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法及装置。
技术介绍
1、激光抛光技术是一种利用高能量激光束辐照工件表面，通过熔化、蒸发等实现材料去除，实现精细加工，效率较高但热影区域较大，表面质量较差。射流电化学抛光是利用电化学反应原理，阳极材料的溶解优先发生在晶界和表面的缺陷处，使金属表面获得一定的光洁度和平整度，表面质量较高但效率较差。
2、专利公开号为cn116786923a公开了一种柔性弧形电极扫掠式激光与电解复合加工装置，具体公开了通过在柔性弧形电极内流动的电解液传导激光束，从柔性弧形电极侧面群孔结构射出电解液细流，形成水导激光到达工件表面，实现激光电化学的高效复合加工，激光在加工过程中快速去除阻碍电化学反应的氧化层；虽然柔性弧形电极通过其侧面设有的群孔结构可增加扫描加工覆盖面积，但是该柔性弧形电极的复合加工面实质上是多点加工，加工覆盖面积有限；且由于柔性弧形电极材质较软，加工间隙调节繁琐、精度低，存在扫描加工覆盖面积较小，柔性弧形电极在工件表面需要完成多次扫掠加工后，加工效率较低，加工精度较低，管电极结构复杂，激光复合射流电解抛光加工操作复杂，可操作性较差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法及装置，可实现激光复合射流电解抛光加工，且激光复合射流电解抛光加工的加工面为直线，扫描加工覆盖面积大，使管电极可对工件完成一次性扫掠抛光加工，抛光加工效率高，
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，该方法包括工件上方水平设有的管电极，管电极圆周侧壁的顶端沿其径向方向开设有窗口，且窗口内设有高透窗口片，管电极圆周侧壁的底端沿其径向方向开设有窄缝；管电极的一端为封闭结构，管电极的另一端为开口结构，管电极上方设有可向窄缝发射线性激光束的线性激光发射器；
3、加工开始前：将工件水平的固定在阳极夹具上，管电极和线性激光发射器均通过仿生悬臂与数控机床的z轴滑台柔性连接；将工件与脉冲电源的正极连接，管电极与脉冲电源的负极连接；将管电极的开口端与电解液循环供给系统连接；数控系统驱动管电极下降靠近工件顶端待加工面并保持一定电解加工间隙；
4、加工时：电解液循环供给系统向管电极供给电解液，管电极内的电解液通过窄缝高速喷射流出，且从窄缝喷射流出的电解液冲刷工件的待加工面，打开线性激光发射器及脉冲电源，线性激光发射器发射的线性激光束透过高透窗口片后穿过窄缝处高速流动的电解液，并辐照工件的待加工面上，在激光辐照区域的待加工面钝化膜吸收激光光子能量而被软化，同时管电极对待加工面进行电解加工，实现激光复合射流电解抛光加工；数控系统驱动管工件沿加工路径方向移动，使管电极对工件完成一次性扫掠抛光加工。
5、进一步的，所述电解液为浓度大于百分之十的高电导率盐溶液。
6、为实现上述目的，本专利技术还提供如下技术方案：一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，包括数控机床和电解液循环供给系统，数控机床的xy轴滑台上固定设有电解液槽，电解液槽内固定设有阳极夹具，数控机床的z轴滑台上固定设有连接架，所述连接架上通过仿生悬臂固定连接有上述所述的管电极；所述仿生悬臂包括管电极两端设有的升降板，升降板的末端设有套接环，且管电极的端部固定嵌套在套接环内；所述升降板之间固定设有连接板，且连接板上设有竖直设置的线性激光发射器；升降板通过柔性支撑与连接架连接，柔性支撑包括上下设置的上端板和下端板，上端板与下端板之间设有柔性管件，上端板与下端板上位于柔性管件端部的管口内均设有凸轴，且上端板的凸轴上开设有与柔性管件相连通的通气腔，通气腔的进气端连接有气管；所述上端板与下端板上位于柔性管件端部的外围均设有限位环，且柔性管件的端部固定嵌套在限位环与凸轴之间形成的环腔内；所述柔性管件内填充满钢球，且钢球的直径小于柔性管件的内径；所述上端板上固定设有竖直设置的导杆，下端板上开设有与导杆相适配的导向孔，且导杆均贯穿与其相对应的导向孔；所述柔性支撑的下端板通过压力传感器与升降板固定连接，柔性支撑的上端板与连接架固定连接；连接架上还设有脉冲电源；管电极的进液口端连接有管接头，电解液循环供给系统通过连接管道与管接头连接。
7、进一步的，所述柔性管件的圆周侧壁内设有环形腔体，环形腔体内套设有菱形弹性网；所述柔性管件的圆周内壁上开设有螺旋引导槽，且螺旋引导槽的槽深为钢球直径的四分之一到三分之一之间，螺旋升角为5°～10°；所述柔性管件的圆周内壁上喷涂有二硫化钼润滑涂层。
8、进一步的，所述导杆为工程塑料材质，当管电极与工件发生碰撞时导杆可弯曲。
9、进一步的，所述电解液循环供给系统包括电解液储存箱，电解液储存箱内设有水泵，水泵的出液口端通过供液管及电磁阀连接有稳流阀，所述稳流阀固定于连接架上，稳流阀的出液口端通过软管与管接头连接；所述电解液槽与电解液储存箱之间连接有回流管，且回流管上还设有过滤器。
10、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
11、（1）、本专利技术示例的基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，通过线性激光发射器发射的线性激光束穿过高透窗口片及窄缝后辐照在工件时为一条平行于待加工面的线激光，在线性激光束辐照区域的待加工面钝化膜吸收激光光子能量而被软化，且激光与溶液作用时还会产生高温高压等离子体及空泡，形成等离子体冲击力去待加工面的除钝化膜；同时，管电极内电解液通过窄缝喷射出的液流作用于待加工面的区域为直线形状，管电极对工件电解抛光加工时其电解抛光面为直线，实现激光复合射流电解抛光加工，且激光复合射流电解抛光加工的加工面为直线，扫描加工覆盖面积大，使管电极可对工件完成一次性扫掠抛光加工，抛光加工效率高，加工质量好，加工精度高，管电极结构简单，激光复合射流电解抛光加工操作方便，可操作性强；
12、（2）、本专利技术示例的基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，从窄缝喷出的电解液形成高速射流力，使得电解液的快速流动更新，清除电解抛光产物，提高电解抛光效果；
13、（3）、本专利技术示例的基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，线性激光束对工件和电解液进行辅助加热，可提高管电极的电解抛光效果；
14、（4）、本专利技术示例的基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，通过仿生悬臂对管电极进行夹持，当工件表面不平整或者管电极产生电极损耗时可自动调节加工间隙，提高激光复合射流电解抛光加工的稳定性和抛光效果，结构简单，且可以避免管电极与工件出现硬接触撞伤的情形。
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1.一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于，该方法包括工件上方水平设有的管电极，管电极圆周侧壁的顶端沿其径向方向开设有窗口，且窗口内设有高透窗口片，管电极圆周侧壁的底端沿其径向方向开设有窄缝；管电极的一端为封闭结构，管电极的另一端为开口结构，管电极上方设有可向窄缝发射线性激光束的线性激光发射器；
2.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述电解液为浓度大于百分之十的高电导率盐溶液。
3.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述管电极为圆管或方管结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述管电极和线性激光发射器均通过仿生悬臂与数控机床的Z轴滑台柔性连接。
5.一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，包括数控机床和电解液循环供给系统，数控机床的XY轴滑台上固定设有电解液槽，电解液槽内固定设有阳极夹具，数控机床的Z轴滑台上固定设有连接架，其特征在于：所述连接架上通过仿生悬臂
6.根据权利要求5所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，其特征在于：所述柔性管件的圆周侧壁内设有环形腔体，环形腔体内套设有菱形弹性网；所述柔性管件的圆周内壁上开设有螺旋引导槽，且螺旋引导槽的槽深为钢球直径的四分之一到三分之一之间，螺旋升角为5°～10°；所述柔性管件的圆周内壁上喷涂有二硫化钼润滑涂层。
7.根据权利要求5所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，其特征在于：所述导杆为工程塑料材质，当管电极与工件发生碰撞时导杆可弯曲。
8.根据权利要求5所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，其特征在于：所述电解液循环供给系统包括电解液储存箱，电解液储存箱内设有水泵，水泵的出液口端通过供液管及电磁阀连接有稳流阀，所述稳流阀固定于连接架上，稳流阀的出液口端通过软管与管接头连接；所述电解液槽与电解液储存箱之间连接有回流管，且回流管上还设有过滤器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于，该方法包括工件上方水平设有的管电极，管电极圆周侧壁的顶端沿其径向方向开设有窗口，且窗口内设有高透窗口片，管电极圆周侧壁的底端沿其径向方向开设有窄缝；管电极的一端为封闭结构，管电极的另一端为开口结构，管电极上方设有可向窄缝发射线性激光束的线性激光发射器；
2.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述电解液为浓度大于百分之十的高电导率盐溶液。
3.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述管电极为圆管或方管结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工方法，其特征在于：所述管电极和线性激光发射器均通过仿生悬臂与数控机床的z轴滑台柔性连接。
5.一种基于仿生悬臂的激光复合射流电解抛光加工装置，包括数控机床和电解液循环供给系统，数控机床的xy轴滑台上固定设有电解液槽，电解液槽内固定设有阳极夹具，数控机床的z轴滑台上固定设有连接架，其特征在于：所述连接架上通过仿生悬臂固定连接有如权利要求1所述的管电极；所述仿生悬臂包括管电极两端设有的升降板，升降板的末端设有套接环，且管电极的端部固定嵌套在套接环内；所述升降板之间固定设有连接板，且连接板上设有竖直设置的线性激光发射器；升降板通过柔性支撑与连接架连接，柔性支撑包括上下设置的上端板和下端板，上端板与下端板之间设有柔性管件，上端板与下端板上位于柔性管件端部的管口内均设有凸轴，且上端...
【专利技术属性】
技术研发人员：武正权，程鹏飞，康鑫，张宝华，郭超杰，
申请(专利权)人：河南工学院，
类型：发明
国别省市：
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