[發明專利]一種低頻振動輔助切入式電解車削加工方法及實現裝置

有效

• 申請號: 202011081742.3
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112222546B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 王峰;趙建社;王忠恒;包先知;劉瑞琦;郝一凡
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/10;B23H9/00;B23H11/00
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本發明公開了一種低頻振動輔助切入式電解車削加工方法及實現裝置，屬于電解加工技術領域。其特征在于：回轉工件相對于內噴液工具同時作轉動和低頻徑向振動，能夠促進加工區域電解液更新、提高材料去除率和加工圓度；通過封液板與封液腔緊密貼合形成隨動于內噴液工具的密閉流場空間，能夠減少內噴液工具非加工部位的電解液泄流、保障加工區域電解液流量充足供給，提高加工穩定性；將切入式電解車削加工過程劃分為徑向深切加工和周向精確成形加工，兼顧了切入式電解車削材料去除率和加工質量。所述實現裝置包括封液裝置、內噴液工具、回轉工件、振動裝置和旋轉裝置。本發明對提高回轉工件材料去除率、加工穩定性和加工質量都具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種低頻振動輔助切入式電解車削加工方法及實現裝置，屬于電解加工技術領域。

背景技術

滾動軸承是航空航天、高鐵動車、通訊衛星等領域中至關重要的基礎件，軸承失效將影響整體裝備的服役性能及工作安全，甚至產生災難性事故。軸承套圈是軸承的三大零件之一，其滾道加工質量對軸承產品的精度、工作性能和使用壽命等都有直接影響。目前，主要采用切入式磨削和硬車削工藝去除滾道熱處理后的加工余量、并保證加工精度。但粗磨加工后的軸承套圈表面容易產生燒傷和裂紋，且后續油石光整加工也難以完全消除；而硬車削加工對工件裝夾要求較高、刀具損耗也較為嚴重。

切入式電解車削加工方法，基于電化學陽極溶解原理，并借助旋轉的內噴液工具對回轉體零件進行加工，能夠滿足高硬度、難切削軸承鋼材料的加工需求，有望在軸承滾道加工中得到應用。但現有研究表明，采用側壁開設通液孔(或通液槽)的旋轉工具對回轉體零件進行電解加工，工具的有效加工面積較小、材料去除率不高。此外，工具非加工部位流出的電解液無法進入加工區域，電解液利用率不高，加工區域容易產生流量不足、缺液等現象，影響加工過程的穩定進行。

采用旋轉工具環形深切的電解加工方法，將工具切入工件內部、工件同時作極低速轉動，能夠增大加工面積、提高材料去除率，但已加工部位容易產生二次腐蝕，加工圓度和表面質量仍然不高。因此，只適用于回轉體零件大余量高效去除加工，難以滿足高精度加工需求。

采用塊狀(或片狀)內噴液工具徑向進給射流電解車削的加工方法，能夠避免內噴液旋轉工具非加工部位的電解液泄流、提高電解液利用率，但加工區域電解液呈顯著發散性流動、流場穩定性不高，工件材料難以均勻去除。

發明內容

1、本發明針對目前回轉體零件電解車削加工的不足，提出一種封閉式流場空間隨動于內噴液旋轉工具的低頻振動輔助切入式電解車削加工方法及實現裝置，提高回轉體零件材料去除率和加工穩定性、改善加工圓度，推動切入式電解車削在軸承滾道精密加工中的應用。

2、為了實現上述的發明目的，本發明的技術方案是：一種低頻振動輔助切入式電解車削加工方法，基于電化學陽極溶解原理，采用旋轉的內噴液工具對回轉工件進行加工，內噴液工具和回轉工件分別繞各自軸線作旋轉運動，回轉工件相對于內噴液工具徑向作低頻振動，內噴液工具相對于回轉工件徑向作連續進給；內噴液工具側壁沿徑向均勻開設有出液孔，非加工部位出液孔流出的電解液進入封液板和封液腔形成的密閉流場空間，并通過出液管回流至電解液循環過濾系統；切入式電解車削加工過程劃分為徑向深切加工和周向精確成形加工，徑向深切加工時回轉工件轉速較低、內噴液工具進給速度較高并逐漸切入回轉工件內部，而周向精確成形加工時回轉工件轉速較高、但內噴液工具進給速度較低且加工間隙較小。

所述封液板和封液腔形成的密閉流場空間隨動于內噴液工具；徑向深切加工時回轉工件轉速為0.1rpm～1rpm、振動頻率為30Hz～50Hz、振幅為0.05mm～0.1mm，內噴液工具進給速度為0.5mm/min～2mm/min；周向精確成形加工時回轉工件轉速為60rpm～600rpm、振動頻率為30Hz～50Hz、振幅為0.3mm～0.5mm，內噴液工具進給速度為0.05mm/min～0.2mm/min、內噴液工具和回轉工件的最小加工間隙為0.02mm～0.05mm。