CN104607735A - 一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法 - Google Patents

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范会玉
钟晓红
陈靖
赵衍华
张万刚
杨一明
邓涛
孔兆财
马超
沈岩
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Capital Aerospace Machinery Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
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Abstract

本发明涉及细长管薄壁群孔无毛刺高效加工技术领域，具体公开了一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法。该装置中，管件电火花群孔加工结构中的管件两端通过夹紧工装固定在储油槽中，利用组合电极对管件进行粗规准电火花加工；管件电化学群孔抛光结构中工具阴极通过绝缘垫支承固定在管件内部，使工具阴极与管件不接触，且绝缘垫不遮挡管件上相交孔部位；管件和工具阴极整体置于电解液槽中，且管件通过阳极导电夹具固定，工具阴极通过阴极导电夹具连接固定。细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法，采用组合电极增加了放电面积，适合大电流加工，提高了电火花打孔加工效率。

Description

一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法
技术领域
本发明属于细长管薄壁群孔无毛刺高效加工技术领域，具体涉及一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法。
背景技术
对于薄壁细长形管路进行多孔加工时，管子内若有毛刺会影响管子的正常使用；目前打孔的方法有机械加工、激光加工、电火花加工、电化学加工等，但这些方法均或多或少的存在问题。管壁上机械钻孔需使用钻膜逐孔加工，由于曲面上钻孔存在尖点接触及断屑切削的问题，导致加工效率较低，且机械钻孔后翻边毛刺去除难度大；激光打孔虽然加工效率高，但是加工后孔边存在大的翻边毛刺，同样存在毛刺去除难度大的问题；电火花打孔可以在较弱的参数下实现无毛刺加工的要求，但是效率太低；电化学打孔是一种无毛刺加工方法，但是曲面打孔流场不好控制，加工孔径尺寸精度低，不符合图纸要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法，可以解决长管薄壁多孔的加工，该方法操作简单，打孔效率高，产品质量稳定。
本发明的技术方案如下：一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，该装置包括管件电火花群孔加工结构和管件电化学群孔抛光结构，其中，管件电火花群孔加工结构包括组合电极、夹紧工装和储油槽，细长薄壁结构的管件两端通过夹紧工装固定在储油槽中，利用组合电极对管件进行粗规准电火花加工；所述的管件电化学群孔抛光结构包括电解液槽、阳极导电夹具、阴极导电夹具和工具阴极，其中，工具阴极通过绝缘垫支承固定在管件内部，使工具阴极与管件不接触，且绝缘垫不遮挡管件上相交孔部位；管件和工具阴极整体置于电解液槽中，且管件通过阳极导电夹具固定，工具阴极通过阴极导电夹具连接固定。
所述的绝缘垫不遮挡管件上相交孔。
所述的工具阴极采用紫铜丝制成。
所述的阳极导电夹具和阴极导电夹具采用导电性能良好的紫铜制成。
所述的组合电极中的一排电极轴线相互平行且在同一平面内，组合电极中电极轴平面与管件的轴线在同一平面内。
所述的夹紧工装将待加工管件的一部分浸入储油槽中，并利用组合电极对浸入储油槽中的部分待加工管件进行加工。
一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、利用平行布置有多个电极的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工；
步骤2、利用待加工管件及其内部布置的工具阴极组成导电阳极和阴极，对待加工管件进行电化学群孔抛光。
所述的步骤2具体包括：
将导电良好的工具阴极通过绝缘垫支承固定在待加工管件内部，确保工具阴极与待加工管件不接触，且绝缘垫不遮挡待加工管件上的相交孔；
将待加工管件及工具阴极置于电解液槽中，在待加工管件和工具阴极之间采用间歇给电的方式，其中，通电15s～20s后，间歇2min～5min，然后继续通电，对待加工管件通电总时间按相交孔锐边检查情况控制在30s～50s之间。
所述的步骤2中，将待加工管件分成2～4段分别进行抛光，减小抛光面积以降低电流密度，防止阴极过热，使抛光过程更加稳定。
所述的步骤1具体为：
利用若干个平行布置并在同一平面内电极组成的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工，其中，电极轴平面与管件的轴线在同一平面内。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置及方法，采用组合电极增加了放电面积，适合大电流加工，提高了电火花打孔加工效率；选用了加工速度快、电极损耗小的粗加工规准，平均单个孔的加工时间不到1min；同时，对管件进行整体抛光时，相交孔锐边处由于电力线集中优先被去除，每根工件的电化学加工时间仅需几十秒，从而实现了细长管薄壁群孔交叉部位锐边毛刺的高效去除。
附图说明
图1为本发明所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置中管件电火花群孔加工结构示意图；
图2为本发明所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置中管件电化学群孔抛光结构示意图；
图3为图2中I处的局部放大图；
图中：1、组合电极；2、夹紧工装；3、管件；4、储油槽；5、电解液槽；6、阳极导电夹具；7、阴极导电夹具；8、工具阴极；9、绝缘垫。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1～3所示，一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，该装置包括管件电火花群孔加工结构和管件电化学群孔抛光结构，其中，管件电火花群孔加工结构包括组合电极1、夹紧工装2和储油槽4，细长薄壁结构的管件3两端通过夹紧工装2固定在储油槽4中，利用组合电极1对管件3进行粗规准电火花加工，其中，组合电极1中的一排电极轴线相互平行且在同一平面内，组合电极1中电极轴平面与管件3的轴线在同一平面内，并固定夹紧；夹紧工装2可以实现部分管件3浸入储油槽4中的浸液中，利用组合电极1对管件3进行分段加工；管件电化学群孔抛光结构包括电解液槽5、阳极导电夹具6、阴极导电夹具7和工具阴极8，其中，工具阴极8通过绝缘垫9支承固定在管件3内部，使工具阴极8与管件3不接触，且绝缘垫9不遮挡管件3上相交孔部位；管件3和工具阴极8整体置于电解液槽5中，且管件3通过阳极导电夹具6固定，工具阴极8通过阴极导电夹具7连接固定，其中，工具阴极8采用紫铜丝制成，阳极导电夹具6和阴极导电夹具7采用导电性能良好的紫铜制成。
一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤1、利用平行布置有多个电极的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工；
利用若干个平行布置并在同一平面内电极组成的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工，其中，电极轴平面与管件的轴线在同一平面内；
步骤2、利用待加工管件及其内部布置的工具阴极组成导电阳极和阴极，对待加工管件进行电化学群孔抛光；
将导电良好的工具阴极通过绝缘垫支承固定在待加工管件内部，确保工具阴极与待加工管件不接触，且绝缘垫不遮挡待加工管件上的相交孔；
将待加工管件及工具阴极置于电解液槽中，在待加工管件和工具阴极之间采用间歇给电的方式，其中，通电15s～20s后，间歇2min～5min，然后继续通电，对待加工管件通电总时间按相交孔锐边检查情况控制在30s～50s之间；
对于细长管件，可以将待加工管件分成2～4段分别进行抛光，减小抛光面积以降低电流密度，防止阴极过热，使抛光过程更加稳定。

Claims (10)

1.一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：该装置包括管件电火花群孔加工结构和管件电化学群孔抛光结构，其中，管件电火花群孔加工结构包括组合电极（1）、夹紧工装（2）和储油槽（4），细长薄壁结构的管件（3）两端通过夹紧工装（2）固定在储油槽（4）中，利用组合电极（1）对管件（3）进行粗规准电火花加工；所述的管件电化学群孔抛光结构包括电解液槽（5）、阳极导电夹具（6）、阴极导电夹具（7）和工具阴极（8），其中，工具阴极（8）通过绝缘垫（9）支承固定在管件（3）内部，使工具阴极（8）与管件（3）不接触，且绝缘垫（9）不遮挡管件（3）上相交孔部位；管件（3）和工具阴极（8）整体置于电解液槽（5）中，且管件（3）通过阳极导电夹具（6）固定，工具阴极（8）通过阴极导电夹具（7）连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：所述的绝缘垫（9）不遮挡管件（3）上相交孔。
3.根据权利要求1所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：所述的工具阴极（8）采用紫铜丝制成。
4.根据权利要求1所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：所述的阳极导电夹具（6）和阴极导电夹具（7）采用导电性能良好的紫铜制成。
5.根据权利要求1所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：所述的组合电极（1）中的一排电极轴线相互平行且在同一平面内，组合电极（1）中电极轴平面与管件（3）的轴线在同一平面内。
6.根据权利要求1所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工装置，其特征在于：所述的夹紧工装（2）将待加工管件（3）的一部分浸入储油槽（4）中，并利用组合电极（1）对浸入储油槽（4）中的部分待加工管件（3）进行加工。
7.一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤1、步骤1、利用平行布置有多个电极的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工；
步骤2、利用待加工管件及其内部布置的工具阴极组成导电阳极和阴极，对待加工管件进行电化学群孔抛光。
8.根据权利要求7所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：
将导电良好的工具阴极通过绝缘垫支承固定在待加工管件内部，确保工具阴极与待加工管件不接触，且绝缘垫不遮挡待加工管件上的相交孔；
将待加工管件及工具阴极置于电解液槽中，在待加工管件和工具阴极之间采用间歇给电的方式，其中，通电15s～20s后，间歇2min～5min，然后继续通电，对待加工管件通电总时间按相交孔锐边检查情况控制在30s～50s之间。
9.根据权利要求8所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，其特征在于：所述的步骤2中，将待加工管件分成2～4段分别进行抛光，减小抛光面积以降低电流密度，防止阴极过热，使抛光过程更加稳定。
10.根据权利要求7所述的一种细长管薄壁群孔无毛刺高效加工方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：
利用若干个平行布置并在同一平面内电极组成的组合电极对待加工的管件进行粗规准电火花群孔加工，其中，电极轴平面与管件的轴线在同一平面内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN108372334A (zh) * 2016-12-21 2018-08-07 中国航空制造技术研究院 一种密集群孔电火花加工用阵列式组合电极及其制备方法
CN109249098A (zh) * 2018-11-20 2019-01-22 广东工业大学 一种电解电火花加工装置

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