[發明專利]大平面高效精密電解機械復合加工工具及方法

在審

• 申請號: 202011336945.2
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112658416A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 曲寧松;張峻中;沈志豪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H5/08
• 分類號: B23H5/08;B23H5/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

一種大平面高效精密電解機械復合加工工具及方法，涉及電解加工技術領域。其特征在于：包括設有矩形的電解液噴口的長方體狀的工具陰極本體、磨粒和設有中心進液孔的裝夾柄；所述的電解液噴口（1?1）等間隔并列設置于陰極本體下端面；所述的裝夾柄設置于工具陰極本體最大外接圓的幾何中心處；所述的進液孔設置于裝夾柄端面的幾何中心處；所述的進液孔與電解液噴口連通，所述的磨粒以電解液噴口長邊的中心線對稱設置于陰極工具本體的端面。本發明使得在工具陰極進給過程中，工件表面的加工區域電量分布更加均化，進而實現電解加工精度高，綜合加工時間較短。

技術領域

本發明涉及電解加工技術領域，具體是一種大平面高效精密電解機械復合加工工具及方法。

背景技術

高溫合金、鈦合金、鈦基復材等難加工材料的制件成型與制備是這些產品實現在航空航天武器裝備方面某些極端性能的基礎要素。硬度高，強度大、導熱差等常是這些材料的顯著特征，使得它們的成型-成面-成材的制造面臨這諸多挑戰。針對大平面大余量去除的航空制件的加工和成型制造，目前主要的加工手段是機械加工、電火花加工、電解加工、電解復合加工等。

與機械加工的“硬碰硬”、電火花加工的“高溫高壓”、電解加工的“刻蝕-復制”單一加工模式相比，電解復合加工是利用電化學與其它方法相結合的技術，使之能與復合的技術之間優勢互補，相輔相成，增強了加工能力擴大了加工范圍，實現高質量、高效率、低成本的加工要求。其繼承和吸收了電解加工與傳統加工的優勢，使加工渾然一體，極具潛力。在這種模式中，電解作用具有操作溫度低、適應窗口大、加工效率高、尺寸大小形狀不受限、適于批量化制造等優勢，而與之復合的技術則起到優勢擴大，優勢集中和優勢互補的作用。

雖然電解機械復合加工成型原理優越，頗有獨到之處。但在大平面零高效成型加工時往往心余力絀。原因是該方法使用的圓棒狀陰極在進給方向投影長度不同，在進給切削加工時，造成工件陽極加工表面中間區域與邊緣區域電量分布不均（具體數值計算結果可見文獻Investigation of electrochemical mill-grinding using abrasive toolswith bottom insulation中的Fig.6），使加工溝槽底面易形成凹形，平整度較差，在精加工時加工余量較大，因此綜合加工時間較長。為此，許多研究人員提出了不同的技術方案。從優化電場方面，牛屾等人采用工具底部絕緣的方案，減少了工具陰極向溝槽區域中間區域的電量輸送，但由于底部被絕緣處理，在精加工時只能更換其他刀具（Niu, Shen,NingsongQu, and Hansong Li. Investigation of electrochemical mill-grindingusing abrasive tools with bottom insulation. The International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology 97.1-4 (2018): 1371-1382.）；進一步地，岳小康等人采用在工具底部開孔的方式，改變工具底部的流場環境，進而影響加工底面電場的分布（Yue, Xiaokang, et al. Improving the machined bottom surface inelectrochemical mill-grinding by adjusting the electrolyte flow field.Journal of Materials Processing Technology 276 (2020): 116413.）。以上研究都取得了較大的進展，然而這些方案都是在使用圓棒狀電極底部采取的優化措施，而無法在在根本上消除因電極幾何形狀帶來的電量分布不均的現象。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足,通過使用一種方體型工具陰極，使得在工具陰極進給過程中，工件表面的加工區域電量分布更加均化，進而實現電解加工精度高，綜合加工時間較短的大平面高效精密電解機械復合加工工具與方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：