[發明專利]微細管電極脈動態電解切割方法

有效

• 申請號: 201810509711.X
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108746894B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 楊濤;曾永彬
• 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
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務所
• 代理人: 賀翔

本發明涉及一種微細管電極脈動態電解切割方法，屬于電化學加工領域。其主要特征在于：選用一端封閉的微細金屬管作為電解切割時的工具陰極，且微細管電極側面軸向均布開設陣列小孔；電解切割時，高速流動的電解液經過兩位三通換向閥注入到兩根上下往復運動的微細管電極中，從陣列小孔中射出，對工件進行蝕除切割。兩根微細管電極同時使用，提高了電解切割效率；兩位三通換向閥高頻換向，電解液在兩根微細管電極中依次切換流通，加工間隙的電解液流動呈現脈動態，電解液的脈動流動擾動性強、紊動能量大，加快了加工間隙內“廢舊電解液”和電解產物的排出，提高了電解切割效率和加工精度；微細管電極上下往復運動，使得電解液在工件厚度方向上的沖擊位置不斷變化，加工間隙內的電解液流場周期性變化，流場均勻性與一致性得以提升，加工精度得到提高。

技術領域

本發明涉及一種微細管電極脈動態電解切割方法，屬于電化學加工領域。

背景技術

電解線切割加工技術是基于電化學陽極溶解原理，采用微細金屬絲作為工具陰極，結合工件的平面運動對其進行切割的一種加工技術。電解加工時工件連接電源正極，金屬線電極連接電源負極，工件和金屬線電極之間通過電解液形成導通電路，工件便開始以離子的形式溶解蝕除。工具電極和工件之間始終保持一定間隙、不會接觸，工件不會產生加工殘余應力、重鑄層，工具電極也不會有損耗；工件以離子的形式被蝕除切割，加工高精度很高。

但是電解線切割也有一定的局限性：電解切割效率較低，可切割工件厚度能力有限。因為電解切割加工間隙很小，電解產生的微小氫氣泡和電解產物很難從加工間隙內排出，蓄積在加工間隙內會改變電解液的成分和濃度，影響電解加工的穩定性，同時新鮮的電解液很難流入到加工間隙內，降低了電解反應速度，嚴重時會出現短路現象。尤其是在切割大厚度工件時，工件的厚度越大，沿線電極軸向深度越深，電解產物越難以排出，電解液越難以更新。

針對大厚度工件的高效電解切割加工，研究人員提出了軸向沖液電解切割方法，該方法是將微細線電極穿過微小噴嘴，電解切割時，電解液從微小噴嘴中噴射出，包裹著微細線電極沖進加工間隙內，并將電解產物沖出，達到更新電解液和排出電解產物的目的。但是該方法也有一定的缺陷：電解液從噴嘴中噴出后會發散，電解液束呈現喇叭狀，降低了電解切割精度，并且工件厚度太大時，由于切縫太深、太小，電解液在加工間隙內的流速降低，甚至不能快速沖出。

為此，研究人員又提出了微細管電極電解切割方法，選用開有陣列小孔的微細金屬管作為電解切割時的工具陰極，電解加工時，電解液從微細管電極的端面注入、從陣列小孔中射出，直接到達加工間隙內，迅速沖出電解產物，實現快速更新電解液的目的。但是該方法也不完美：電解液直接沖擊到的區域流速高，電解蝕除量大，未被直接沖擊到的區域流速低，電解蝕除量小，在這種“穩定”的沖液模式下，沿工件厚度方向，加工間隙內的電解液流場均勻性與一致性較差，導致加工精度不高。

發明內容

為了進一步提高微細管電極電解切割效率及加工精度，實現微細管電極電解切割加工技術的工業應用化，本發明提出了微細管電極脈動態電解切割方法。

一種微細管電極脈動態電解切割方法，其特征在于：選用一端封閉的微細金屬圓管作為電解切割時的工具陰極，且微細管電極側面軸向開設陣列小孔；電解切割時，高速流動的電解液經過多位多通換向閥注入到若干根上下往復運動的微細管電極中，從陣列小孔中射出，對工件進行蝕除切割；幾根微細管電極同時使用，使得電解切割效率成倍增加；多位多通換向閥高頻換向，電解液在若干根微細管電極中依次切換流通，加工間隙內的電解液流動呈現脈動態，電解液的脈動流動擾動性強、紊動能量大，加快了加工間隙內廢舊電解液和電解產物的排出，提高了電解切割效率和加工精度；幾根微細管電極共用一套電解液循環系統，保證了幾條加工間隙內電解液流態相同、幾條切縫的切割量相同，提高了電解切割精度。