[發明專利]一種大深寬比槽電解加工電極及加工方法

有效

• 申請號: 202110779056.1
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113478032B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 劉萌;黃明濤;張明岐;程小元
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23H3/04
• 分類號: B23H3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明實施例提供的一種大深寬比槽電解加工電極及加工方法，加工電極為圓盤薄片結構，加工電極的內緣外表面涂覆絕緣涂層，并留出拋光圈，在加工電極進給過程中對工件進行側向加工，加工電極安裝在電極軸上，并與機床主軸相連，加工電極、電極軸、主軸同軸安裝，電解加工時，加工電極與加工電源的負極連接，作為加工陰極，工件與加工電源的正極連接，作為工件陽極，機床主軸通過電極軸帶動加工電極旋轉并在加工深度方向進行振動。本發明的電極加工方法適用范圍寬，不受結構和空間的限制，可以用于大深寬比異形窄槽的高效電解加工，通過改進陰極表面結構、運動方式和電解液供液裝置結構，為有效改善大深寬比槽加工過程穩定性提供了技術支撐。

技術領域

本發明涉及電化學加工技術領域，具體涉及一種大深寬比槽電解加工電極及加工方法。

背景技術

在航空、航天和兵器行業，為了消振和散熱等目的，常在零件表面設計有大深寬比槽，并且很多情況下都是難加工材料，如高溫合金材料，鈦合金等。這些深窄槽都要求具有較小的尺寸和較好的表面質量。目前常用的窄槽加工方法有電解加工，機械銑削加工，電火花成形加工，線切割加工和激光加工等。電解加工是利用電化學作用原理，通過電蝕除金屬材料達到所需形狀和結構的加工技術，它是一種非接觸式特種加工技術，電解加工時，工件與陰極之間充滿電解液，并把工件連接電源正極，把陰極連接電源負極，工件與陰極之間會形成導電通路，工件開始溶解，同時流動的電解液會把電解產物和熱量帶走，隨著陰極的進給運動，最終加工出所需的結構。

采用專用的金屬線結構或金屬片齒輪結構作為工具陰極，陰極沿著給定路徑與工件之間做相對運動，利用電化學陽極溶解作用去除材料，可以實現窄槽結構的成形加工。電火花線切割加工依靠工具和工件之間的脈沖性火花放電現象產生高溫高熱來蝕除材料，加工表面不可避免形成重鑄層，影響零件的疲勞壽命。而這種基于電解作用進行線切割復合加工的技術與電解加工技術一樣不受材料機械性能影響，工具電極無損耗，表面不產生加工應力，無重鑄層和熱影響區，非常適合難加工材料深窄槽的加工。

發明內容

為了解決電解加工大深寬比槽時，因加工間隙較小導致短路頻發，加工間隙內物質傳遞和加工過程穩定性差，影響加工精度和表面質量的技術問題，本發明實施例提供一種大深寬比槽電解加工電極及加工方法。其具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供的一種大深寬比槽電解加工電極，所述加工電極為圓盤薄片結構，所述加工電極的內緣外表面涂覆絕緣涂層，并留出拋光圈，在所述加工電極進給過程中對工件進行側向加工，所述加工電極安裝在電極軸上，并與機床主軸相連，所述加工電極、電極軸、主軸同軸安裝，電解加工時，所述加工電極與加工電源的負極連接，作為加工陰極，工件與加工電源的正極連接，作為工件陽極，所述機床主軸通過電極軸帶動加工電極旋轉并在加工深度方向進行振動。

進一步的，在所述加工電極的外緣端面涂覆絕緣磨粒，所述絕緣磨粒為粒度為100～200目的氧化鋁磨粒或碳化硅磨粒。

進一步的，所述拋光圈的寬度為0.5-1mm。

另一方面，本發明實施例提供了一種大深寬比槽電解加工方法，至少包括以下步驟：

步驟S110，將帶有絕緣磨料的加工電極安裝在電極軸上，并與旋轉裝置相連，將加工電極、電極軸、主軸調至同軸，同時加工電極通過旋轉裝置與加工電源的負極連接，作為加工陰極，工件與加工電源的正極連接，作為工件陽極；

步驟S120，將加工電極移動到加工位置后，電解液通過進液裝置沿加工電極的圓盤旋轉切向對加工區域進行噴射注液，同時旋轉裝置帶動加工電極旋轉；

步驟S130，旋轉裝置帶動加工電極沿Y軸方向勻速進給加工，同時加工電極在旋轉裝置帶動下沿Y軸方向振動，電解液進液裝置隨加工電極沿Y方向移動，直至達到預定加工深度后，加工電極和電解液進液裝置停止移動；