[發(fā)明專利]離散懸浮陰極電化學(xué)加工裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210308637.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102814562A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐桂兵;彭彥平;趙秀君;張利萍;徐文驥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H3/00
• 分類號(hào): B23H3/00;B23H3/04;B23H3/10
• 代理公司: 大連智慧專利事務(wù)所 21215
• 代理人: 劉琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電化學(xué)加工裝置，更具體地說(shuō)，涉及電化學(xué)加工陰極支撐方式與結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

背景技術(shù)

電化學(xué)加工由于具有不受材料硬度和韌性的限制、獲得的表面形貌優(yōu)良、表面整平效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各類金屬零件表面加工，但長(zhǎng)期以來(lái)，電化學(xué)表面加工主要用于改善零件表面粗糙度。隨著社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展，在電化學(xué)表面光整加工過(guò)程中提高宏觀成型精度為實(shí)際生產(chǎn)所需要。

根據(jù)電化學(xué)加工材料去除機(jī)理，提高宏觀成型精確性的關(guān)鍵是提高去除量對(duì)極間間隙的敏感性，這要求加工間隙在保證加工穩(wěn)定的條件下，盡可能的小。目前減小加工間隙的主要手段是在電化學(xué)加工中使用脈沖電流。根據(jù)公開(kāi)資料，目前脈沖電解成型加工，最小極間間隙可達(dá)50μm，精密度接近50μm；而脈沖電化學(xué)微細(xì)加工，加工間隙可達(dá)數(shù)百納米，微細(xì)度達(dá)微米級(jí)，精密度達(dá)納米級(jí)。關(guān)于其提高加工精度的機(jī)理，普遍認(rèn)同的解釋是：1）脈沖效應(yīng)改善了流場(chǎng)，減小了加工間隙；2）脈沖效應(yīng)具有去極化作用，增強(qiáng)了電解液的非線性特性，強(qiáng)化了集中蝕除能力。

脈沖效應(yīng)在改善電解液非線性特性方面，對(duì)電化學(xué)成型加工和微細(xì)電化學(xué)加工沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，因而，減小加工間隙是電化學(xué)成型加工提高精度的關(guān)鍵，但難點(diǎn)在于：電化學(xué)成型加工的電極面積大，電解液流程長(zhǎng)，流場(chǎng)條件惡劣；保證加工間隙的陰極微小進(jìn)給在微細(xì)加工中容易實(shí)現(xiàn)，而在宏觀成型加工中，極小間隙條件下陰極進(jìn)給的調(diào)整、控制都是難題。另外陰極結(jié)構(gòu)及形狀、陰極運(yùn)動(dòng)方式不僅影響極間間隙，對(duì)加工誤差的形成規(guī)律也有影響。因而，從間隙形成機(jī)理與限制條件方面尋求減小間隙并能穩(wěn)定加工的手段，掌握影響加工誤差的機(jī)理和規(guī)律，是充分發(fā)揮電化學(xué)精密加工潛力的關(guān)鍵。

精密加工階段的主要誤差來(lái)源是工件定位誤差向加工誤差的傳遞和工件原始誤差的遺傳。從傳遞誤差角度，電化學(xué)作用的非接觸特性可以阻隔機(jī)床振動(dòng)誤差，而陰陽(yáng)極間隙變化對(duì)去除量的反饋影響，又會(huì)使機(jī)床（工藝系統(tǒng)）運(yùn)動(dòng)誤差向工件傳遞，因此，減小傳遞誤差的關(guān)鍵是阻斷機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差通過(guò)陰極向工件傳遞；從遺傳誤差角度，常規(guī)電化學(xué)加工方式的電化學(xué)作用范圍局限于零件局部，不能實(shí)現(xiàn)陰極精度向工件精度的有效復(fù)映，因此減小遺傳誤差的關(guān)鍵是擴(kuò)大電化學(xué)作用在工件表面的分布范圍并強(qiáng)化陰極精度向工件精度的復(fù)映能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明離散懸浮陰極電化學(xué)加工裝置，旨在解決現(xiàn)有電化學(xué)表面光整加工技術(shù)在提高加工精度能力方面不足的問(wèn)題。通過(guò)陰極支撐方式與結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，改善電化學(xué)光整加工的間隙條件，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)小間隙加工，達(dá)到電化學(xué)光整加工過(guò)程中提高加工精度的目的。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種離散懸浮陰極脈沖電化學(xué)加工裝置，包括與陽(yáng)極工件相對(duì)實(shí)現(xiàn)電化學(xué)加工的陰極，所述陰極以浮動(dòng)連接方式設(shè)置于支撐單元，懸浮于所述陽(yáng)極上。其中浮動(dòng)連接的意思是指：陰極在xy平面內(nèi)可平動(dòng)；懸浮的意思是指：陰極的部分重力由陰陽(yáng)極間電解液的靜壓力和動(dòng)壓力支撐，另一部分重力由支撐單元支撐；當(dāng)支撐單元的支撐力為零時(shí)，陰極完全由陰陽(yáng)極間電解液的靜壓力和動(dòng)壓力支撐。

優(yōu)選方式下，所述陰極下部與所述陽(yáng)極相對(duì)的表面以間隔離散方式設(shè)置若干凸臺(tái)，每一所述凸臺(tái)的最底面與所述陽(yáng)極的間隙一致；每一所述凸臺(tái)設(shè)置雙流道，分別連通電解液泵；其中，一個(gè)流道的噴口設(shè)置于所述凸臺(tái)的最底面，另一流道的噴口設(shè)置于所述凸臺(tái)向下傾斜的坡型側(cè)壁或所述凸臺(tái)底部一側(cè)向下傾斜的楔形底面處。

最優(yōu)方式下，所述支撐單元包括垂直所述工件被加工表面y方向移動(dòng)的第一滑軌和平行所述工件被加工表面x方向移動(dòng)的第二滑軌，以及x、y方向分別設(shè)置的拉力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。其中，所述陰極固定于所述第一滑軌上，所述第一滑軌安裝于y方向直線軸承上；所述y方向直線軸承安裝于支撐板上；所述支撐板的背側(cè)設(shè)置相互配合的第二滑軌和x方向直線軸承，所述支撐板與x方向直線軸承固定連接，并由所述x方向直線軸承13支撐；所述第二滑軌連接了固連于固定機(jī)體上的支撐座。所述支撐座由安裝所述加工裝置的機(jī)床固定，由機(jī)床保證支撐座在加工過(guò)程中與工件中心軸線相對(duì)位置固定。

所述x方向拉力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括通過(guò)螺栓、螺母栓定于所述第二滑軌連接的滑軌支撐座。所述螺栓的內(nèi)側(cè)端部連接彈簧，所述彈簧的另一端固連于所述支撐板或x方向直線軸承上；所述螺母位于所述螺栓的外側(cè)端，并卡接限定于所述滑軌支撐座。

所述y方向拉力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括通過(guò)螺栓、螺母栓定于所述固定塊，所述螺栓的下側(cè)端部連接彈簧，所述彈簧的另一端固連于所述第一滑軌。所述螺母位于所述螺栓的上側(cè)端，并卡接限定于所述固定塊。所述陰極設(shè)置于所述y方向第一滑軌上。