CN103706900A - 一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，属于电解加工用阴极领域。本发明包括阴极本体和分流块，阴极本体为内部中空的回转体，其一端为装夹部分，另一端为工作部分，装夹部分和工作部分之间为颈部，颈部的外径小于工作部分的外径，颈部的外壁上设有绝缘层，工作部分上设有螺旋形的出液口；分流块的中部为锥形回转体，锥形回转体的顶部设有尖顶，锥形回转体的底部设有定位圆柱体；分流块设置于阴极本体工作部分的空腔内，形成截面为环形的流道，定位圆柱体与工作部分的下端固定连接。本发明的主要用途是提供一种针对进口腔细长、储压腔较大的回转体型腔进行加工用阴极，加工表面质量好，无微裂纹，加工好的储压腔承压大、寿命长。

Description

一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极

技术领域

本发明涉及一种电解车削加工用阴极，更具体地说，涉及一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极。

背景技术

数控电解车削加工是一种集数控车削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车床刀架附加的旋转轴上，阴极在随旋转轴旋转的同时跟着刀架一起走数控轨迹，被加工工件接电源正极，夹持在车床卡盘上，车床卡盘与机床相绝缘，电解车削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。在用数控电解车床镗孔加工时工件和阴极同时旋转，阴极进入工件内孔需扩孔位置，再沿X轴走直线，正对着阴极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，由于工件旋转，被去除部分为一圆环，则工件内孔被扩大，从而达到想要的形状。

图4是现有的储压容器的结构示意图，如图所示，储压容器3内部的储压腔3-1的径向尺寸大于进口腔3-2的径向尺寸。此类内腔的常规加工方法是在立式数控镗床或者车床上采用镗刀进行机械加工，但机械切削加工容易产生微裂纹，当储压腔3-1内不断充放高压的介质时，微裂纹会逐渐扩大，直到最后腔壁疲劳失效而破裂。另外，当储压腔3-1的尺寸较长时（即储压腔3-1较深时），镗刀的刀柄就要随之加长，机械切削时刀柄相当于一个悬臂梁，刀柄过长容易引起变形，影响加工精度；或者储压腔3-1直径较大而进口腔3-2尺寸较小时，需镗刀的刀尖尺寸随之加长，则刀柄变形导致刀尖切削时振动，刀尖容易崩掉，加工无法进行。针对此类内腔，亟需一种有效地加工手段进行加工。

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传统机械镗孔加工存在微裂纹，易引起疲劳失效而破裂的不足，提供一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，采用本发明提供的技术方案，不仅镗孔加工时阴极流场充沛，加工过程顺利，效率高，而且阴极与储压腔腔壁无接触，对储压腔腔壁无加工残余应力，加工精度高，同时，加工表面质量好，无微裂纹，加工好的储压腔承压大、寿命长。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，包括阴极本体和分流块，所述的阴极本体为内部中空的回转体，其一端为装夹部分，另一端为工作部分，所述的装夹部分和工作部分之间为颈部，所述的颈部的径向尺寸小于工作部分的径向尺寸，所述的颈部的外壁上设有绝缘层，所述的工作部分上设有螺旋形的出液口；所述的分流块的中部为锥形回转体，所述的锥形回转体的顶部设有尖顶，所述的锥形回转体的底部设有定位圆柱体；所述的分流块设置于阴极本体工作部分的空腔内，形成截面为环形的流道，所述的定位圆柱体与工作部分的下端固定连接。

作为本发明进一步改进，所述的绝缘层的厚度小于0.1mm。

作为本发明进一步改进，所述的锥形回转体的侧面锥角为60°～90°。

作为本发明进一步改进，所述的螺旋形的出液口对称设置有两条，且其截面形状为矩形。

作为本发明进一步改进，所述的工作部分的上下两端设有圆角，所述的出液口起始于一端的圆角边缘，终止于另一端的圆角边缘。

作为本发明进一步改进，所述的定位圆柱体的直径与工作部分的内径相同，定位圆柱体与工作部分之间设有一层具有一定粘结强度的粘结剂。

作为本发明进一步改进，所述的定位圆柱体的外侧设有外螺纹，所述的工作部分的内孔底部设有与上述外螺纹相匹配的内螺纹，所述的定位圆柱体与工作部分螺纹连接，所述的定位圆柱体的底端设有用于安装分流块的一字槽。

作为本发明进一步改进，所述的阴极本体的材质为耐盐腐蚀的金属。

作为本发明进一步改进，所述的分流块的材质为耐盐腐蚀的金属或塑料或可加工陶瓷。

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）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，提供了一种储压腔的专用电解阴极，利用数控电解车削镗孔加工取代传统机械镗孔加工，镗孔阴极与储压腔内壁无接触，对储压腔腔壁无加工残余应力，加工精度高，且加工表面质量好，无微裂纹，加工好的储压腔承压大、寿命长；

（2）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其阴极本体为内部中空的回转体，其一端为装夹部分，另一端为工作部分，装夹部分和工作部分之间为颈部，颈部的径向尺寸小于工作部分的径向尺寸，工作部分上设有两条对称的螺旋形出液口，装夹部分用于安装在机床刀架回转装置上；工作部分用于与储压腔形成电场，从而实现电解加工；螺旋形出液口用于均匀地喷出电解液；

（3）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其分流块的中部为锥形回转体，锥形回转体的侧面锥角为60°～90°，锥形回转体的顶部设有尖顶，锥形回转体的底部设有定位圆柱体；分流块设置于阴极本体工作部分的空腔内，形成截面为环形的流道，定位圆柱体与工作部分的下端固定连接，加工容易，装配简单，可以提供均匀高速的电解液，有利于快速将电解产物带走，提高加工效率；

（4）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其颈部的外壁上设有绝缘层，绝缘层的厚度小于0.1mm，有效防止颈部裸露的金属对进口腔的杂散腐蚀，影响进口腔的尺寸精度；

（5）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其工作部分的上下两端设有圆角，工作部分的圆角有利于加工出具有圆角的储压腔，避免储压腔内部应力集中；螺旋形出液口起始于一端的圆角边缘，终止于另一端的圆角边缘，出液口的截面形状为矩形，使整个工作部分均有电解液喷出，电解加工均匀，加工表面质量稳定，尺寸精度好；

（6）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其定位圆柱体的直径与工作部分的内径相同，定位圆柱体与工作部分之间设有一层具有一定粘结强度的粘结剂，或定位圆柱体的外侧设有外螺纹，工作部分的内孔底部设有与上述外螺纹相匹配的内螺纹，定位圆柱体与工作部分螺纹连接，定位圆柱体的底端设有用于安装分流块的一字槽，采用粘结剂或螺纹连接将分流块与阴极本体固定连接，连接可靠方便，便于装配，使用方便；

（7）本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其阴极本体的材质为耐盐腐蚀的金属，分流块的材质为耐盐腐蚀的金属或塑料或可加工陶瓷，阴极的使用寿命长，且制造成本低。

附图说明

图1为本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极的结构示意图；

图2为本发明中的阴极本体的结构示意图；

图3为本发明中的分流块的结构示意图；

图4为现有储压容器的结构示意图；

图5为使用本发明的阴极加工储压腔的加工状态示意图。

示意图中的标号说明：

1、阴极本体；2、分流块；3、储压容器；1-1、装夹部分；1-2、颈部；1-3、绝缘层；1-4、工作部分；1-5、出液口；2-1、尖顶；2-2、锥形回转体；2-3、定位圆柱体；3-1、储压腔；3-2、进口腔。

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，本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，包括阴极本体1和分流块2，阴极本体1为内部中空的回转体，其一端为装夹部分1-1，另一端为工作部分1-4，装夹部分1-1和工作部分1-4之间为颈部1-2，颈部1-2的径向尺寸小于工作部分1-4的径向尺寸，颈部1-2的外壁上设有绝缘层1-3，绝缘层1-3的厚度小于0.1mm，工作部分1-4上设有螺旋形的出液口1-5，螺旋形的出液口1-5对称设置有两条，且其截面形状为矩形，工作部分1-4的上下两端设有圆角，出液口1-5起始于一端的圆角边缘，终止于另一端的圆角边缘。分流块2的中部为锥形回转体2-2，锥形回转体2-2的侧面锥角为60°～90°，锥形回转体2-2的顶部设有尖顶2-1，锥形回转体2-2的底部设有定位圆柱体2-3；分流块2设置于阴极本体1工作部分1-4的空腔内，形成截面为环形的流道，定位圆柱体2-3与工作部分1-4的下端固定连接。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，提供了一种加工如图4所示的储压容器3的专用电解阴极，此类储压容器3包括进口腔3-2和径向尺寸大于进口腔3-2径向尺寸的储压腔3-1，利用数控电解车削镗孔加工取代传统机械镗孔加工，镗孔阴极与储压腔3-1内壁无接触，对储压腔3-1腔壁无加工残余应力，加工精度高，且加工表面质量好，无微裂纹，加工好的储压腔3-1承压大、寿命长。其包括阴极本体1和分流块2，阴极本体1为内部中空、壁厚均匀的回转体，其一端为装夹部分1-1，用于安装在机床刀架回转装置上；另一端为工作部分1-4，用于与储压腔3-1形成电场，从而实现电解加工；装夹部分1-1和工作部分1-4之间为颈部1-2，颈部1-2的径向尺寸小于工作部分1-4的径向尺寸，颈部1-2的外壁上设有均匀的绝缘层1-3，绝缘层1-3的厚度小于0.1mm，有效防止颈部1-2裸露的金属对进口腔3-2的杂散腐蚀，影响进口腔3-2的尺寸精度。工作部分1-4上设有螺旋形的出液口1-5，螺旋形的出液口1-5对称设置有两条，且其截面形状为矩形，用于均匀地喷出电解液，出液口1-5具有一定的宽度和螺程，宽度和螺程的大小需要根据工作部分1-4的长短和电解液压力的大小而定；工作部分1-4的上下两端设有圆角，工作部分1-4的圆角有利于加工出具有圆角的储压腔3-1，避免储压腔3-1内部应力集中；出液口1-5起始于一端的圆角边缘，终止于另一端的圆角边缘，使整个工作部分1-4均有电解液喷出，电解加工均匀，加工表面质量稳定，尺寸精度好。分流块2的中部为锥形回转体2-2，锥形回转体2-2的侧面锥角为60°，锥形回转体2-2的顶部设有尖顶2-1，锥形回转体2-2的底部设有定位圆柱体2-3；分流块2设置于阴极本体1工作部分1-4的空腔内，形成截面为环形的流道，定位圆柱体2-3与工作部分1-4的下端固定连接，加工容易，装配简单，可以提供均匀高速的电解液，有利于快速将电解产物带走，提高加工效率。

本实施例中的定位圆柱体2-3的直径与工作部分1-4的内径相同，定位圆柱体2-3与工作部分1-4之间设有一层具有一定粘结强度的粘结剂，连接后，定位圆柱体2-3与工作部分1-4的底部相平，连接可靠方便，便于装配，使用方便。阴极本体1的材质为耐盐腐蚀的金属，如不锈钢等；分流块2的材质为耐盐腐蚀的金属或塑料或可加工陶瓷，具体在本实施例中分流块2的材质为耐盐腐蚀的金属，使用寿命长，且材料成本低。

本实施例的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，制造简单，加工成本低廉，其中，阴极本体1的外形轮廓可采用车床一次加工成型，装夹部分1-1和工作部分1-4的内孔可采用电火花成型加工，颈部1-2的内孔可采用电火花线切割加工。螺旋形的出液口1-5可采用带回转B轴的电火花线切割加工，具体加工螺旋形的出液口1-5时，将阴极本体1夹持在B轴上进行回转，同时电极丝沿着阴极本体1的径向行走。分流块2可采用车削的方法加工。绝缘层1-3可采用气相沉积法或镀层法附着于颈部1-2，的外壁上，阴极本体1的其他表面金属裸露。

实施例2

本实施例的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极的基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的锥形回转体2-2的侧面锥角为90°，即锥形回转体2-2实质上为圆柱体，易于加工制造；分流块2的材质为塑料，该塑料具有较高的强度。此外，本实施例中的定位圆柱体2-3与工作部分1-4的下端的连接方式不同与实施例1，本实施例中的定位圆柱体2-3的外侧设有外螺纹，工作部分1-4的内孔底部设有与上述外螺纹相匹配的内螺纹，定位圆柱体2-3与工作部分1-4螺纹连接，且两者底部相平，定位圆柱体2-3的底端设有用于安装分流块2的一字槽，便于安装与拆卸，清洗方便。

实施例3

本实施例的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极的基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的锥形回转体2-2的侧面锥角为75°；分流块2的材质为可加工陶瓷。

为了更好地理解本发明的内容，现给出本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极的使用方法。

如图5所示，本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极在使用时，首先需要加工好储压容器3的进口腔3-2；然后将储压容器3装夹到数控电解车床的主轴卡盘上进行镗孔，即储压容器3随着主轴旋转，且接电源的正极；本发明的阴极随着刀架上附加的回转轴旋转，且接电源的负极，阴极进入到储压容器3的内孔后，打开电源和电解液泵，驱动阴极沿着X轴进给，当储压容器3的内孔与阴极的间隙很小时，储压容器3的储压腔3-1基于电化学阳极溶解原理而被加工，电解产物被电解液带走，阴极进给一段距离后，储压腔3-1即被逐渐加工出来，且加工好的储压腔3-1的表面质量很好，无切削残余应力和微裂纹等缺陷，可以承载很大的压力；由于阴极与储压容器3在数控电解车床上同时旋转和进给，加工效率高。

本发明的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，不仅适用于如图4所示的瓶状储压腔3-1的加工，还可以用来对盲孔进行扩孔。值得说明的是，储压容器3的进口腔3-2直径约束了工作部分1-4的外径尺寸，储压腔3-1的直径与进口腔3-2的直径之差，决定了阴极本体1的颈部1-2直径，当进口腔3-2的直径过小、储压腔3-1的直径过大时，本发明的阴极就不能进行合格的镗孔加工了。但瑕不掩瑜，利用本发明的镗孔阴极进行储压腔3-1的加工，不仅镗孔加工时阴极流场充沛，加工过程顺利，效率高，而且阴极与储压腔腔壁无接触，对储压腔腔壁无加工残余应力，加工精度高，同时，加工表面质量好，无微裂纹，加工好的储压腔承压大、寿命长。

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 (9)

1.一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：包括阴极本体（1）和分流块（2），所述的阴极本体（1）为内部中空的回转体，其一端为装夹部分（1-1），另一端为工作部分（1-4），所述的装夹部分（1-1）和工作部分（1-4）之间为颈部（1-2），所述的颈部（1-2）的径向尺寸小于工作部分（1-4）的径向尺寸，所述的颈部（1-2）的外壁上设有绝缘层（1-3），所述的工作部分（1-4）上设有螺旋形的出液口（1-5）；所述的分流块（2）的中部为锥形回转体（2-2），所述的锥形回转体（2-2）的顶部设有尖顶（2-1），所述的锥形回转体（2-2）的底部设有定位圆柱体（2-3）；所述的分流块（2）设置于阴极本体（1）工作部分（1-4）的空腔内，形成截面为环形的流道，所述的定位圆柱体（2-3）与工作部分（1-4）的下端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的绝缘层（1-3）的厚度小于0.1mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的锥形回转体（2-2）的侧面锥角为60°～90°。

4.根据权利要求3所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的螺旋形的出液口（1-5）对称设置有两条，且其截面形状为矩形。

5.根据权利要求4所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的工作部分（1-4）的上下两端设有圆角，所述的出液口（1-5）起始于一端的圆角边缘，终止于另一端的圆角边缘。

6.根据权利要求5所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的定位圆柱体（2-3）的直径与工作部分（1-4）的内径相同，定位圆柱体（2-3）与工作部分（1-4）之间设有一层具有一定粘结强度的粘结剂。

7.根据权利要求5所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的定位圆柱体（2-3）的外侧设有外螺纹，所述的工作部分（1-4）的内孔底部设有与上述外螺纹相匹配的内螺纹，所述的定位圆柱体（2-3）与工作部分（1-4）螺纹连接，所述的定位圆柱体（2-3）的底端设有用于安装分流块（2）的一字槽。

8.根据权利要求7所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的阴极本体（1）的材质为耐盐腐蚀的金属。

9.根据权利要求8所述的一种储压腔的数控电解车削镗孔加工用阴极，其特征在于：所述的分流块（2）的材质为耐盐腐蚀的金属或塑料或可加工陶瓷。

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