[發明專利]基于矩陣柵極式可調陰極的電解加工方法及陰極系統

無效

• 申請號: 200910001564.6
• 申請日: 2007-10-09
• 公開（公告）號: CN101502899A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 趙東標;陸永華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明涉及特種加工中的電解加工領域新型陰極頭設計技術，更具體的說， 是一種矩陣柵極式可調陰極電解加工方法及陰極系統。是原案申請號： 200710133809.1，申請日：2007年10月9日，發明名稱：基于矩陣柵極式陰 極的電解加工方法及陰極系統的一項分案申請。

背景技術

陰極是電解加工的工具，它的結構、形狀和精度對零件的加工質量有極大的 影響，是保證零件加工質量和加工精度的重要前提，特別是對于形狀復雜和精度 要求較高的零件，陰極設計已成為電解加工應用中的一個難題。陰極設計與控制 是電解加工技術應用中首先面臨和必須解決的關鍵問題。

傳統意義上的陰極設計與控制，是根據待加工零件已知的幾何形狀來求得陰 極的輪廓形狀。比較常見的陰極設計方法有cos?θ法、斜陰極法、相對位移法、 導電紙模擬法、復變函數法及迭代試驗修正法等。這些設計方法對電解加工的發 展和電解加工物理過程的了解起到了很好的促進作用，但是這些設計方法存在一 些共同問題：

1)對陰極需進行不斷的對比修正，從而耗費了大量的人力物力，并且要求 操作者具備豐富的實踐經驗和很高的技術水平；

2)陰極的生產、制造周期長，制造成本高昂，特別是對于形狀復雜和精度 要求較高的零件了；

3)工具陰極制造完成后，形狀就固定不變，即一種工具陰極只能用來加工 一種形狀的葉片，加工對象單一。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于矩陣柵極式可調陰極的電解加工方法及陰 極系統，實現一種陰極加工多種不同形狀的陽極工件，從而創造加工對象多樣化 的新格局。

一種基于矩陣柵極式可調陰極的電解加工方法，其特征在于包括以下過程：

(1)、利用已有陽極工件，按照陽極形狀排列柵極單元在合適位置，組成柵 極式可調陰極；

(2)信號構造/監控平臺將需要加工的陽極輪廓數據處理成m×n矩陣式分 布的陽極脈沖信號序列，發送基脈沖到脈沖源，發送陽極脈沖信號序列到調幅器；

(3)、脈沖源接收到信號構造/監控平臺發送來的基脈沖大小，發出加工基 脈沖；

(4)、多路發生器把脈沖源發來的加工基脈沖轉換為m×n矩陣式多路基脈 沖信號，然后發送給調幅器；

(5)、調幅器根據信號構造/監控平臺發送來的陽極脈沖信號序列，對多路 發生器過來的多路基脈沖進行調幅，判斷不需要調幅，對矩陣柵極式可調陰極輸 入大小一致的加工電流進行類似拷貝式的加工；

(6)、矩陣柵極式可調陰極發出加工脈沖信號序列的電流來加工陽極工件， 當加工間隙基本保持不變，檢測的力信號大小也基本不變，即加工達到平衡，加 工結束，得到加工零件的表面；

(7)、加工過程中，信號檢測器檢測調幅器發送到矩陣柵極式可調陰極的加 工脈沖信號序列的大小，防止某路信號短路、斷路造成加工燒結，避免矩陣柵極 式可調陰極的損壞；

(8)、信號構造/監控平臺的信號監控功能把檢測到的矩陣柵極式可調陰極 上的加工脈沖信號序列與初始生成的陽極脈沖信號序列進行對比，如果檢測到矩 陣柵極式可調陰極的某柵極單元信號為空，則立刻控制機床主軸電機，停止進給， 防止短路燒毀矩陣柵極式可調陰極。

一種矩陣柵極式陰極系統，其特征在于：由信號構造/監控平臺、脈沖源、 多路發生器、調幅器、矩陣柵極式可調陰極、信號檢測器組成，其中：

(1)、信號構造/監控平臺的輸出分成兩路，一路與脈沖源相連接，另一路 與調幅器相連接；

(2)、脈沖源的輸出連接多路發生器的輸入；

(3)、多路發生器的輸出連接調幅器的一個輸入；

(4)、調幅器的另一個輸入與上述信號構造/監控平臺的另一個輸出相連， 調幅器的輸出與矩陣柵極式可調陰極相連；其中矩陣柵極式可調陰極由柵極單元 組成；

(5)、信號檢測器的輸入與調幅器的輸出端相連，信號檢測器的輸出與信號 構造/監控平臺的輸入相連。

本發明提出了矩陣柵極式可調陰極的全新設計與控制思想，該陰極通過控制 矩陣柵極式電解單元即柵極單元的位置，來實現對陰極物理形狀不作任何加工調 整的情況下，可以加工出多種形狀的工件，從而改變傳統陰極加工對象單一的局 面。