一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置的制作方法

1.本发明涉及一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，属于电解加工技术领域。


背景技术：

2.电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法，具有加工范围广、生产率高、表面质量好、工具阴极无损耗等显著优点，尤其适合于难加工材料和复杂形状零件的加工。在电解加工中，流场分布对加工稳定性、加工精度和表面质量起到关键作用。流场设计中电解液流动形式至关重要，可概括为侧向流动和径向流动两大类，而径向流动又分为正流和反流两种。
3.现有孔类结构的电解加工，电解液流动形式大多采用正流和反流。电解液正流方式的夹具设计、制造较为简单，较为适合圆孔加工，但电解液流动呈发散状、流场均匀性较差、流速波动较为剧烈，异形孔加工时容易造成电解产物堆积和局部电解液过热，制约加工工艺的稳定实施。相较于电解液正流方式，反流加工的流场呈收敛形，流场波动较小、流速均匀性好，加工稳定性更高，能够适用于不同截面形状孔类结构加工，但反流加工夹具设计、制造更为复杂，夹具密封性要求也更高。现有窄槽类结构的电解加工，通常采用电解液侧流方式，电解液从工件一侧流入加工区域、并从另一侧流出，夹具设计与孔类结构的电解加工存在显著不同。因此，为满足不同截面形状、不同精度的孔类和窄槽类结构电解加工需求，通常需要设计和制造多套工装夹具，夹具制造成本较高、夹具零部件互换性不强，电解加工的试验周期也较长。


技术实现要素：

4.1、本发明针对目前孔类、窄槽类结构电解加工工艺装置的不足，提出一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，在同一装置上实现不同结构特征的电解加工，满足多工况电解加工需求。
5.2、为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案是：一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，包括密封腔、导流块、压块、密封环、连接轴、密封圈、圆柱工件、实心阴极和中空阴极，所述连接轴底部开设有螺纹孔和圆柱形凹槽，压块将圆柱工件压紧于连接轴的圆柱形凹槽内部，并通过螺钉将压块、圆柱工件与连接轴紧固连接；所述连接轴的侧壁开设有环状凹槽，环状凹槽内设置有密封圈，连接轴带动密封圈向密封环送进，密封圈外壁面与密封环内壁面形成滑动密封；所述密封环沿周向开设有多个通孔，通过螺钉连接密封环与密封腔顶部螺纹孔，实现密封环和密封腔的紧固连接；所述密封腔侧壁开设有对称分布的上通液孔和下通液孔，密封腔底部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽底面沿周向均匀分布有螺纹孔，实心阴极或中空阴极侧壁与密封腔底部圆柱形凹槽内壁采用间隙配合，并通过螺钉将实心阴极或中空阴极与密封腔紧固连接；所述实心阴极或中空阴极与导流块采用间隙配合，并通过螺钉将导流块与密封腔紧固连接；所述导流块外壁与密封腔内壁采用间隙配合，并在与密封腔通液孔相对应位置开设有对称分布的矩形导流槽。
6.采用实心阴极进行窄槽结构电解加工时，电解液流动方式为侧流，所述实心阴极上端设置有多个平行分布的微凸台，内部无中空通液腔，电解液从密封腔的上通液孔一侧流入，经加工区域后从另一侧流出，实心阴极微凸台的角向分布与电解液流动方向一致。
7.采用中空阴极进行孔类结构电解加工，电解液流动方式为反流时，所述中空阴极上端设置有加工凸台，凸台侧壁采用环氧树脂进行绝缘，中空阴极内部开设有中空通液腔，电解液从密封腔的上通液孔流入，经中空阴极内部的中空通液腔，从密封腔的下通液孔流出。
8.采用中空阴极进行孔类结构电解加工，电解液流动方式为正流时，电解液从密封腔的下通液孔流入，经中空阴极内部的中空通液腔，从密封腔的上通液孔流出。
9.3、本发明的有益效果为：(一)本发明仅通过更换实心阴极和中空阴极，可以同时实现电解液正流、反流、侧流三种流动方式，能够满足多样化的电解加工需求；(二)本发明通过更换阴极，可实现窄槽、圆孔、异形孔等不同结构特征的电解加工，夹具制造成本低、夹具零部件的互换性强。
附图说明
10.图1为本发明电解液正流和反流方式的装置整体结构示意图。
11.图2为本发明中空阴极结构示意图。
12.图3为本发明电解液侧流方式的装置整体结构示意图。
13.图4为本发明实心阴极结构示意图。
14.图中：1、密封腔，2、导流块，3、压块，4、密封环，5、连接轴，6、密封圈，7、圆柱工件，8、实心阴极，9、中空阴极。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明作进一步说明。
16.如图1所示为孔类结构电解加工电解液正流和反流实现装置，该装置包括：密封腔1、导流块2、压块3、密封环4、连接轴5、密封圈6、圆柱工件7、中空阴极9，连接轴5与机床主轴相连接，实现圆柱工件7的送进运动，在连接轴5侧壁开设有环形凹槽，密封圈6设置于凹槽内，在连接轴5底端开设有圆柱形凹槽，圆柱工件7设置于圆柱形凹槽内部，并通过压块3和螺钉将圆柱工件7与连接轴5紧固连接；密封环4内壁与连接轴5外壁为间隙配合，连接轴5相对密封环4作线性送进，密封环4与密封腔1通过螺钉紧固连接，密封腔1侧壁开设有对称分布的上通液孔和下通液孔，密封腔1底部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽底面沿周向均匀开设有螺纹孔，中空阴极9与密封腔1通过螺钉紧固连接；中空阴极9与导流块2采用间隙配合，并通过螺钉将导流块2与密封腔1紧固连接；导流块2与密封腔1采用间隙配合，并在与密封腔1的上通液孔相对应位置开设有对称分布的矩形通液槽。孔类结构电解加工采用的中空阴极结构如图2所示，中空阴极9上端设置有加工凸台，凸台侧壁采用环氧树脂进行绝缘；电解液反向流动时，电解液从密封腔1的上通液孔流入，经中空阴极9内部通液腔，从密封腔1的下通液孔流出；电解液正向流动时，电解液从密封腔1的下通液孔流入，经中空阴极9内部通液腔，从密封腔1的上通液孔流出。
17.如图3所示为窄槽结构电解加工电解液侧流实现装置，采用的实心阴极结构如图4
所示，除实心阴极8外，该装置其它零件结构与电解液正流、反流实现装置相同，实心阴极8上端设置有多个平行分布的微凸台，内部无中空通液腔，电解液从密封腔1的上通液孔一侧流入，经加工区域后从另一侧流出，实心阴极8微凸台的角向分布与电解液流动方向一致，在加工电源、电解液流动的协同作用下，随着圆柱工件7逐渐向实心阴极8送进，窄槽结构被逐渐加工成形。
18.本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。


技术特征：
1.一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，包括密封腔(1)、导流块(2)、压块(3)、密封环(4)、连接轴(5)、密封圈(6)、圆柱工件(7)、实心阴极(8)和中空阴极(9)，其特征在于：所述连接轴(5)底部开设有螺纹孔和圆柱形凹槽，压块(3)将圆柱工件(7)压紧于连接轴(5)的圆柱形凹槽内部，并通过螺钉将压块(3)、圆柱工件(7)与连接轴(5)紧固连接；连接轴(5)的侧壁开设有环状凹槽，环状凹槽内设置有密封圈(6)，连接轴(5)带动密封圈(6)向密封环(4)送进，密封圈(6)外壁面与密封环(4)内壁面形成滑动密封；密封环(4)沿周向开设有多个通孔，通过螺钉连接密封环(4)与密封腔(1)顶部螺纹孔，实现密封环(4)和密封腔(1)的紧固连接；密封腔(1)侧壁开设有对称分布的上通液孔和下通液孔，密封腔(1)底部开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽底面沿周向均匀分布有螺纹孔，实心阴极(8)或中空阴极(9)侧壁与密封腔(1)底部圆柱形凹槽内壁采用间隙配合，并通过螺钉将实心阴极(8)或中空阴极(9)与密封腔(1)紧固连接；实心阴极(8)或中空阴极(9)与导流块(2)采用间隙配合，并通过螺钉将导流块(2)与密封腔(1)紧固连接；导流块(2)外壁与密封腔(1)内壁采用间隙配合，并在与密封腔(1)通液孔相对应位置开设有对称分布的矩形导流槽。2.根据权利要求1所述的一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，其特征在于：采用实心阴极(8)进行窄槽结构电解加工时，电解液流动方式为侧流，实心阴极(8)上端设置有多个平行分布的微凸台，内部无中空通液腔，电解液从密封腔(1)的上通液孔一侧流入，经加工区域后从另一侧流出，实心阴极(8)微凸台的角向分布与电解液流动方向一致。3.根据权利要求1所述的一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，其特征在于：采用中空阴极(9)进行孔类结构电解加工，电解液流动方式为反流时，中空阴极(9)上端设置有加工凸台，凸台侧壁采用环氧树脂进行绝缘，中空阴极(9)内部开设有中空通液腔，电解液从密封腔(1)的上通液孔流入，经中空阴极(9)内部的中空通液腔，从密封腔(1)的下通液孔流出。4.根据权利要求1所述的一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，其特征在于：采用中空阴极(9)进行孔类结构电解加工，电解液流动方式为正流时，电解液从密封腔(1)的下通液孔流入，经中空阴极(9)内部的中空通液腔，从密封腔(1)的上通液孔流出。

技术总结
本发明公开了一种孔、槽结构电解加工多功能工艺装置，属于电解加工技术领域。包括密封腔、导流块、压块、密封环、连接轴、密封圈、圆柱工件、实心阴极、中空阴极，其特点在于仅通过更换阴极，可以在同一工艺装置上实现不同孔、槽结构的电解加工，具有较好的加工适应性；该装置可同时实现电解液正流、反流、侧流三种流动方式，能够满足孔、槽结构多种工况的加工要求，能够显著降低工艺装置的制造成本。能够显著降低工艺装置的制造成本。能够显著降低工艺装置的制造成本。


技术研发人员：王峰 刘瑞琦 包先知 郝一凡
受保护的技术使用者：南京农业大学
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/1/4