CN103273152A - 一种数控电解加工机床钻孔用阴极 - Google Patents

一种数控电解加工机床钻孔用阴极 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控电解加工机床钻孔用阴极,属于电解加工用阴极技术领域。本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,包括具有轴向通孔的圆柱体,所述的圆柱体的一端为用于安装在机床刀柄上同时起导电作用的夹持部分,另一端为工作部分,所述的工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层,且开有排液槽,所述的绝缘层的厚度为0.001~1mm,所述的排液槽为对称的螺旋形,所述的排液槽的截面形状为由两个圆相交而成的“D”字形,所述的排液槽延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面。本发明的主要用途是提供一种排液方便,钻孔效率高,无杂散电流腐蚀,钻孔加工精度高的数控电解加工机床钻孔用阴极。

Description

一种数控电解加工机床钻孔用阴极
技术领域
本发明涉及一种钻孔用阴极,更具体地说,涉及一种数控电解加工机床钻孔用阴极。
背景技术
数控电解复合钻孔加工是一种集数控技术和传统电解加工为一体的新型加工工艺,阴极接电源负极,通过复合刀柄夹持在数控机床主轴上随主轴走数控轨迹,被加工工件接电源正极,钻孔加工时电解液由工作泵打入数控复合刀柄内部,再从阴极内孔流到阴极与工件的加工间隙内,在电场和电解液流场的作用下,工件发生电化学阳极溶解而被加工,加工时工件正对着阴极的表面金属原子失去电子,变成金属阳离子被高速流过的电解液带走,随着阴极不断向一个方向运动,工件被复制加工出与阴极相似孔的形状。
在加工圆孔时,有时采用实心圆柱体,流场采用外密封式,即阴极与工件被加工部分搭建一个密封装置,电解液从密封装置的一边经过工件和阴极之间的加工间隙流向另一边,这种电解钻孔加工方法流场不均匀,容易发生短路,且阴极侧面容易发生杂散电流腐蚀,加工出的孔喇叭形较大;有时采用中空的简单圆柱体,电解液从阴极内部流入加工间隙,再从阴极侧面间隙流出,此加工方法只有在侧面间隙有一定大小时才能顺利进行,所以加工出的孔大小尺寸精度不高,加工速度也较慢。
中国专利号ZL201010555654.2,授权公告日为2012年10月17日,发明创造名称为:电解机械复合加工机床用阴极,该申请案涉及一种电解机械复合加工机床用阴极,包括柱形基体,基体具有轴向的中心孔,在基体的柱体下部表面上均匀分布有至少二条轴向嵌镶槽,嵌镶槽延伸至底面相交,所述嵌镶槽中粘接有烧结金刚石条,烧结金刚石条露出基体表面的高度为0.05mm至2mm,基体的柱体下部表面上设有均匀分布且贯通轴向中心孔的轴向喷液槽,喷液槽延伸至底面,喷液槽的宽度为0.25~0.35mm。该申请案提出的电解机械复合加工机床用阴极采用缝隙喷出电解液,该缝隙的宽度狭小,实际使用时容易被阳极溶解产物堵塞,造成电解液供给不均匀,出现加工精度降低的问题,且加工效率低,排液不方便;另外,该申请案是通过金刚石条露出基体表面的高度来控制电解加工时不产生电火花的,并不能百分百的确保加工时阴极侧面不发生杂散电流腐蚀,容易钻成上大下小的喇叭形孔,也会使加工精度降低。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中电解钻孔用阴极因电解液供给不均匀造成加工精度不高,且阴极侧面容易发生杂散电流腐蚀的不足,提供一种数控电解加工机床钻孔用阴极,采用本发明提供的技术方案,不仅加工时排液方便,钻孔效率高,而且阴极工作部分侧面绝缘,无杂散电流腐蚀,钻孔加工精度高。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,包括具有轴向通孔的圆柱体,所述的圆柱体的一端为用于安装在机床刀柄上同时起导电作用的夹持部分,另一端为工作部分,所述的工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层,且开有排液槽,所述的绝缘层的厚度为0.001~1mm,所述的排液槽为对称的螺旋形,所述的排液槽的截面形状为由两个圆相交而成的“D”字形,所述的排液槽延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面。
更进一步地,所述的通孔的形状为圆柱形或上大下小的锥形。
更进一步地,所述的排液槽有左旋和右旋两种旋向。
更进一步地,所述的圆柱体的材质为耐盐腐蚀的金属。
更进一步地,所述的绝缘层的材质为类金刚石镀层或高结合性油漆或塑料涂层。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层,加工时无杂散电流腐蚀,钻孔加工精度高;
(2)本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其工作部分开有对称的螺旋形排液槽,电解液供给均匀,加工时排液方便,钻孔效率高;
(3)本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其排液槽延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面,是阴极电解的工作平面,其材质为耐盐腐蚀的金属,不仅可以起到很好的电解作用,还能防止阴极的腐蚀,延长阴极的使用寿命;
(4)本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,绝缘层的厚度为0.001~1mm,材质为类金刚石镀层或高结合性油漆或塑料涂层,该绝缘层不影响钻孔效率,同时保证了所钻孔的高精度;
(5)本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其通孔的形状为圆柱形或上大下小的锥形,圆柱形通孔易加工,加工成本低;上大下小的锥形通孔,有利于提高电解液流入加工间隙时的压力。
附图说明
图1为本发明的一种具有圆柱形通孔的数控电解加工机床钻孔用阴极的结构示意图;
图2为本发明的一种具有锥形通孔的数控电解加工机床钻孔用阴极的结构示意图;
图3为图1中A-A方向的剖面图;
图4为本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极钻孔加工的示意图。
示意图中的标号说明:
1、夹持部分;2、通孔;3、排液槽;4、绝缘层;5、工件;51、锥形残留物。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容,结合附图对本发明作详细描述。
结合图1、图2和图3,本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,包括具有轴向通孔2的圆柱体,圆柱体的一端为用于安装在机床刀柄上同时起导电作用的夹持部分1,另一端为工作部分,工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层4,且开有排液槽3,绝缘层4的厚度为0.001~1mm,排液槽3为对称的螺旋形,排液槽3的截面形状为由两个圆相交而成的“D”字形,排液槽3延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面。上述通孔2的形状为圆柱形或上大下小的锥形,排液槽3有左旋和右旋两种旋向,绝缘层4的材质为类金刚石镀层或高结合性油漆或塑料涂层。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,包括具有轴向通孔2的圆柱体,该圆柱体的材质为耐盐腐蚀的金属,如常见的304不锈钢,可以防止阴极的腐蚀,延长阴极的使用寿命;上述通孔2的形状为圆柱形(如图1所示),圆柱形通孔2易加工,加工成本低,用于传导电解液,该通孔2的尺寸精度要求不高,可用机械钻孔、电火花和电解等方法加工,具体在本实施例中的通孔2由电火花成型方法加工制得;圆柱体的一端为用于安装在机床刀柄上同时起导电作用的夹持部分1,另一端为工作部分,工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层4,该绝缘层4的厚度为0.001mm,不影响钻孔效率,绝缘层4的材质为类金刚石镀层(DLC),因为绝缘层4的存在,加工时无杂散电流腐蚀,钻孔加工精度高;工作部分还开有排液槽3,排液槽3为对称的螺旋形,旋向为右旋,螺程和圈数可以根据阴极的长短而定,排液槽3的截面形状为由两个圆相交而成的“D”字形,排液槽3可以方便地将电解液排出,且电解液供给均匀,钻孔效率高、精度高;排液槽3延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面,主要用于钻孔加工与被加工工件5间形成电场,发生电解加工,从而实现对工件5的钻孔加工。本实施例中的排液槽3沿圆柱体轴向的长度比待加工孔的深度稍长,可用四轴立铣加工中心加工,具体实施时,将阴极夹于机床第四回转轴上,加工时阴极回转,球头刀具沿着阴极轴向方向运动,即可加工出螺旋形的排液槽3。
实施例2
本实施例的一种数控电解加工机床钻孔用阴极的基本结构同实施例1,不同之处在于:通孔2的形状为上大下小的锥形(如图2所示),上大下小的锥形通孔2,有利于提高电解液流入加工间隙时的压力,可以有效地提高加工效率,排液槽3为对称的螺旋形,旋向为左旋,绝缘层4的厚度为0.5mm,绝缘层4的材质为高结合性油漆。
实施例3
本实施例的一种数控电解加工机床钻孔用阴极的基本结构同实施例1,不同之处在于:绝缘层4的厚度为1mm,绝缘层4的材质为塑料涂层。
值得说明的是,本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,根据被加工孔的大小和深度,阴极应该比待加工孔的深度长40~60mm,阴极的直径应小于待加工孔的直径,两者的差值至少为侧面镀层厚度的两倍。当阴极随着数控机床主轴逆时针旋转时,螺旋形排液槽3的旋向为右旋;当阴极随着数控机床主轴顺时针旋转时,螺旋形排液槽3的旋向为左旋。此外,如图4所示,本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,在加工盲孔时,会在工件5所加工盲孔的底部留有少许的锥形残留物51。实践表明,当本发明的数控电解加工机床钻孔用阴极工作部分端面处的通孔2孔径小于1.5mm时,所加工盲孔的底部基本没有锥形残留物51,盲孔的加工精度较高;当端面处的通孔2孔径大于2mm时,所加工盲孔底部的锥形残留物51才明显可见,尽管如此,本发明的数控电解加工机床钻孔用阴极的通孔2孔径大小并不影响所加工孔的径向尺寸,满足了所加工孔的精度要求。
本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极在使用时,相对普通的阴极而言,仅需注意螺旋形排液槽3沿圆柱体轴向的长度是否超过待加工孔的深度,以及数控机床主轴的旋转方向是否和阴极螺旋形排液槽3的旋向相匹配。本发明的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,不仅加工时排液方便,钻孔效率高,而且阴极工作部分侧面绝缘,无杂散电流腐蚀,钻孔加工精度高。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种数控电解加工机床钻孔用阴极,包括具有轴向通孔(2)的圆柱体,其特征在于:所述的圆柱体的一端为用于安装在机床刀柄上同时起导电作用的夹持部分(1),另一端为工作部分,所述的工作部分的圆柱面上牢固结合有绝缘层(4),且开有排液槽(3),所述的绝缘层(4)的厚度为0.001~1mm,所述的排液槽(3)为对称的螺旋形,所述的排液槽(3)的截面形状为由两个圆相交而成的“D”字形,所述的排液槽(3)延伸至工作部分圆柱体的端面上,该端面为垂直于圆柱体侧面的裸露金属平面。
2.根据权利要求1所述的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其特征在于:所述的通孔(2)的形状为圆柱形或上大下小的锥形。
3.根据权利要求1或2所述的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其特征在于:所述的排液槽(3)有左旋和右旋两种旋向。
4.根据权利要求3所述的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其特征在于:所述的圆柱体的材质为耐盐腐蚀的金属。
5.根据权利要求4所述的一种数控电解加工机床钻孔用阴极,其特征在于:所述的绝缘层(4)的材质为类金刚石镀层或高结合性油漆或塑料涂层。
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