[發(fā)明專利]低溫環(huán)境套料電解加工陰極系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910202905.X
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109909566B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱棟;李家寶;劉嘉;楊宇俊
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/04;B23H11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明提供了一種低溫環(huán)境套料電解加工陰極系統(tǒng)及方法，屬于電解加工技術(shù)領(lǐng)域。該陰極系統(tǒng)主要由陰極片、陰極體、絕熱套、絕緣套和制冷劑腔套構(gòu)成。該套料電解加工方法中，工件逐漸被套入絕緣套內(nèi)，制冷劑被送遞至工件已加工部位周圍的制冷劑腔套中，在工件已加工部位周圍形成梯度分布的局部低溫區(qū)域。本發(fā)明有利于降低雜散電解液的電導(dǎo)率，減小工件已加工區(qū)域的雜散腐蝕，提高工件成形精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫環(huán)境套料電解加工陰極系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著國防軍事、航空及航天工業(yè)中對材料性能的要求越來越高，鈦合金及高溫合金等難加工材料在其中的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的機械加工方法在難加工材料中，存在刀具易磨損，加工效率低，表面加工質(zhì)量差，加工成本高等問題。與傳統(tǒng)機械加工相比，電解加工加工過程簡單、加工效率高、無工具磨損、無殘余應(yīng)力等優(yōu)勢，在難加工材料制造過程中得到了大量應(yīng)用。套料電解加工作為電解加工中一種高效的電解加工方式，特別在等直紋工件成型中起到重要應(yīng)用。但在套料電解加工中，雜散腐蝕對工件的表面質(zhì)量產(chǎn)生很大不良影響，因為雜散電解液的存在，雜散電流會對已加工的工件部分繼續(xù)造成雜散腐蝕，工件受到不均勻的腐蝕，表面加工量不一致而產(chǎn)生錐度，表面質(zhì)量嚴重降低。

電解加工雖然在難加工材料的成形上具有諸多優(yōu)點，但在工件成形過程中普遍存在雜散腐蝕問題，由于工件陽極與工具陰極之間存在電場和電解液，造成工件上一些不需被加工的部位在雜散電解液和雜散電流的作用下，在加工過程中的時間累積效應(yīng)下造成非加工部位的雜散腐蝕，影響工件表面質(zhì)量。在專利“氣體絕緣保護套料電解加工陰極系統(tǒng)及加工方法”（申請?zhí)?201710463442.3 申請人 南京航空航天大學(xué)，發(fā)明人 朱棟 胡興焱 劉嘉 徐正揚）中，公開了一種采用高壓氣體在工件已加工表面形成一層氣體絕緣層來屏蔽雜散電解液減少雜散腐蝕的方法，但由于電解液沿流動方向的壓力逐漸減小而電解液上方的氣體壓力沿電解液流動方向分布相同，氣液分界面分布不一致，氣體壓力不容易控制。在專利“絕緣屏蔽套料電解加工陰極系統(tǒng)及加工方法”（申請?zhí)?201710202429.2 申請人 南京航空航天大學(xué)，發(fā)明人 朱棟 胡興焱 朱荻）中，公開了一種采用絕緣粒子以粒子膜的形式包裹在工件已加工部分表面來屏蔽雜散電流減小雜散腐蝕的方法，但絕緣粒子的大小受到側(cè)面間隙影響，更適合加工大通道工件。在專利“基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法及裝置”（申請?zhí)?201510212740 .6申請人 南京航空航天大學(xué)，發(fā)明人 朱荻 張彥 徐正揚邢俊 丁飛）公開了一種通過向工件背部噴射低溫液氮，采用輔助冰凍保護改善微小孔加工精度及質(zhì)量的保護方法，該方法通過在工件背面形成冰凍結(jié)構(gòu)可以起到保持加工穩(wěn)定，改善微小孔出口處加工質(zhì)量作用，但微孔錐度和其余部位成形精度改善不明顯。

套料電解加工過程，工件陽極與工具陰極間保持很小的間隙，并分別與電源相連，工件陽極與陰極之間的加工間隙的電流密度很高，受焦耳熱作用，電解液溫度沿流程增高，相應(yīng)的電導(dǎo)率也沿流程逐漸增大。

電解液電導(dǎo)率影響工件非加工區(qū)的雜散腐蝕大小，并通過加工間隙影響加工區(qū)內(nèi)電解加工的成形精度；

現(xiàn)有的各種套料電解加工方法仍不能較好地解決工件已加工型面的雜散腐蝕問題和電解液沿程溫升的問題，所以需要一種能夠減少已加工區(qū)域的雜散腐蝕，減小錐度，穩(wěn)定電解液沿程溫度，提高工件成形精度的套料電解加工裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的雜散電解液造成的雜散腐蝕問題和加工產(chǎn)熱引起的電解液沿程溫升問題，提供一種基于低溫環(huán)境保護的套料電解加工陰極系統(tǒng)及方法，減少套料電解加工中的雜散腐蝕，減小工件錐度，穩(wěn)定電解液沿程溫度，提高工件成形精度。