CN104625264B - 电解加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电解加工装置，该电解加工装置包括：电极束、固定电极束之电极束套筒以及与电极束套筒连接的电解液槽。电极束至少部分收容于电极束套筒中，电极束包括多个柱状电极，每个柱状电极沿电极束套筒轴向方向可上下移动，电极束套筒中设有邻近该电极束套筒侧壁的电极束压板，该电极束套筒侧壁上设有调节螺丝以调节该电极束压板推顶或远离电极束，从而使电极束处于固定或松弛状态。本装置用于金属材料之粗胚加工，电极的形状能够依据型面的形状进行设定，可有效减少电解加工过程中电极设计和修正的费用与周期。

Description

电解加工装置

技术领域

本发明涉及一种电解加工装置，特别涉及一种电解加工装置用电极。

背景技术

电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特殊加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，电解加工工具电极接负极，两极之间保持较小的间隙，电解液从正负电极间间隙流过，使正负电极之间形成导电通路，并在电源电压作用下产生电流，从而使电化学阳极溶解。随着电极相对工件不断进给，工件金属不断被电解，最终两极间各处间隙趋于一致，工件表面形成与电极表面基本相似的形状。该技术不受工件材料力学、机械性能限制，与其他加工方法相比，电解加工具有加工效率高、表面质量好、阴极无损耗、可成型范围宽以及加工范围广等优点，能够解决难加工材料以及复杂形状零件的加工问题，在航空航天、模具制造等领域广泛应用。

但是使用电解加工时，由于目前电解加工使用的加工电极多为一体化结构，设计完成的电极形状不可改变，并且，一种形状的电极只能够完成一种形状的工件的加工，因此对于不同形状工件的加工，需重新设计和修正电极，从而导致加工周期长，不易实现快速生产之需求。电极开发的费用与周期使得电解加工的应用受到了一定的限制。

发明内容

为此，本发明提供一种能够适应多种加工型面的电解加工装置，以减少电解加工过程中电极设计和修正的费用与周期。

一种电解加工装置，包括：电解液槽、与该电解液槽连接的电极束套筒，以及电极束。该电极束至少部分收容于该电极束套筒中，该电极束套筒为矩形柱状结构，该电极束套筒包括四个侧壁、上开口部和下开口部，该上开口部与该电解液槽连接，该电极束包括多个柱状电极，该柱状电极由该下开口部收容于该电极束套筒中，该电极束套筒中设有邻近该电极束套筒侧壁的电极束压板，该电极束套筒侧壁上设有调节螺丝以调节该电极束压板推顶或远离该电极束，从而使电极束处于固定或松弛状态。

本发明提供的电解加工装置通过调整电极束套筒侧壁上的调节螺丝，使电极束压板远离电极束，电极束处于松弛状态，此时可根据型面的形状来设定电极束的形状，形状设定完成后，再通过调整调节螺丝使电极束压板推顶电极束，电极束保持被设定的形状并被部分固定于电极束套筒内，完成电极束形状的设定。该电解加工装置能够方便快捷的改变电极束的多个柱状电极的形状，可有效减少电解加工过程中电极设计与修正的费用和周期，从而提高电解加工装置的利用率，并有效降低制造成本。

附图说明

图1是本发明电解加工装置的立体示意图。

图2是本发明电解加工装置分解示意图。

图3是本发明电解加工装置的剖视图。

图4是本发明电极束的剖视图。

图5是本发明电解加工装置的加工示意图。

图6是加工完成之工件型面示意图。

图7是设定型面治具之外形示意图。

图8是本发明型面治具之伸缩元件单元的剖视图。

图9是本发明电极束利用型面治具设定外形示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

将参照附图表述根据本发明的实施例。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参阅图1，本发明电解加工装置100包括电极束10、用于固定电极束10的电极束套筒20及与电极束套筒连接的电解液槽30，电极束10至少部分收容于电极束套筒20中。

请参阅图2及图3，电极束10由多个柱状电极11构成，柱状电极11表面涂覆有一层薄的绝缘层，使电解加工过程中各个柱状电极11之间相互绝缘，在其他实施例中，柱状电极11表面也可不涂覆绝缘层。柱状电极11的数量与尺寸依加工要求而定，柱状电极11可以是实心电极或者空心管状电极，为了使加工过程中之不溶解物加速排出，优选地，柱状电极11为空心管状电极。请参阅图4，柱状电极11的横截面的形状为矩形，也可以是三角形、六角形或者其他多边形。

电极束套筒20呈中空筒状，在本实施方式中，电极束套筒20为矩形柱状结构，包括四个侧壁21、与电解液槽30连接的上开口部22，以及下开口部23。电极束套筒20中靠近下开口部23处设有两个电极束压板24，分别邻近电极束套筒20相邻的两个侧壁21，用于固定电极束10。可以理解的是，电极束压板24也可以是一个“L”形电极束压板。两个相邻侧壁21与下开口部23的连接处，设有用于放置电极束压板24的向电极束套筒20内部伸展的承载板25，上述两个相邻侧壁21上分别至少开有一个螺纹孔211，调节螺丝26通过螺纹孔211旋转进入上述两个相邻侧壁21，调节螺丝26可与电极束压板24接触，以调整电极束压板24向靠近或远离电极束10的位置移动，向内旋转调节螺丝26，可顶持电极束压板24向靠近电极束10方向移动，通过电极束压板24对电极束10施加压力，从而使电极束10固定于电极束套筒20中，向外旋转调节螺丝26，电极束压板24向远离电极束10方向移动，解除对电极束10施加之压力，使电极束10处于松弛状态。两个相邻侧壁21与上开口部22的连接处，设有向电极束套筒20外部伸展的环状的第一凸台27，其上开有多个螺纹孔271。

电解液槽30包括四个侧壁31，顶部32及与电极束套筒20连接的下开口部33，其中一个侧壁31上设置有电解液注入口311。侧壁31与下开口部33的连接处，设有向电解液槽30外部伸展的环状的第二凸台34，其上开有多个螺纹孔341，与第一凸台27上螺纹孔271对应设置，电解液槽之第二凸台34与电极束套筒20之第一凸台27贴合，通过螺纹孔341与螺纹孔271配合，使结合螺丝35旋入，从而使电解液槽30与电极束套筒20连接。

组装时，电极束10沿电极束套筒20轴向方向由其下开口部23进入电极束套筒20中，向内旋转调节螺丝26，顶持电极束压板24，通过电极束压板24施加压力使电极束10固定于电极束套筒20中，之后将电极束套筒20之第一凸台27与电解液槽30之第二凸台34贴合，通过螺纹孔341与螺纹孔271配合，使结合螺丝35旋转进入螺纹孔341和螺纹孔271，从而使电解液槽30与电极束套筒20连接。

请参阅图5，本发明实施方式电解加工装置100的加工示意图，先提供一型面样品40，型面样品40具有样品型面41，样品型面41与待加工的工件完成加工后的型面的形状相同，该样品型面41可以是任意形状。然后，将本发明电解加工装置100对准型面样品40之型面，之后向外旋转调节螺丝26，电极束压板24向远离电极束10的方向移动，解除对电极束10施加之压力，使电极束10处于松弛状态，柱状电极11下降并接触样品型面41，借此使电极束10的多个柱状电极11的加工面呈现为与待加工物型面对称的形状。当各个柱状电极11与待加工之型面接触后向内旋转调节螺丝26，顶持电极束压板24向靠近电极束10方向移动，电极束压板24与电极束10接触，通过电极束压板24施加压力使柱状电极11与电极束压板24之间、柱状电极11相互之间摩擦力增大，从而使电极束10固定于电极束套筒20中，之后将电解加工装置100移至待加工工件上准备加工，在完成对刀程序后即可开始加工，加工过程中，电解液由电解液注入口311流入电解液槽30，之后进入电极束套筒20，经电极束10流出至待加工工件表面，加工完成后电极提升取出工件完成加工。请参阅图6，本发明电解加工装置100主要完成金属材料之粗胚加工，加工完成后的工件具有加工型面51，与样品型面41的形状大致相同，但是，由于本实施方式采用的电极为柱状电极，在加工型面51上会留有阶梯状之余量52，可以进行二次加工，二次加工材料之移除量为整体材料移除量的百分之十以下，因此，本电解加工装置100可大量减少二次加工的刀具费用与工时。

该电解加工装置100，通过向外旋转电极束套筒20侧壁21上的调节螺丝26，电极束压板24向远离电极束10方向移动，使电极束10处于松弛状态，此时可根据样品型面41的形状来设定电极束10的多个柱状电极11的加工面的形状，设定完成后，向内旋转调节螺丝26，使电极束压板24推顶电极束10，使电极束10部分固定于电极束套筒20内并且电极束10的多个柱状电极11的加工面保持被设定的形状。本电解加工装置100能够方便快捷的改变电极束10的形状，可有效减少电解加工过程中电极设计与修正的费用和周期，从而提高电解加工装置的利用率，并有效降低制造成本。

请参阅图7及图8，在未提供型面样品40时，可利用型面治具600制作出该加工型面的外形。型面治具600由多个伸缩元件60构成，伸缩元件60呈阵列状排列。伸缩元件60包括支撑杆61、弹簧62以及套筒63，本实施方式中，套筒63为中空圆筒状。支撑杆61包括尾部611、连接杆612以及头部613，尾部611为圆柱形，其直径与套筒63内径相同，连接杆612一端连接尾部611，另一端连接头部613，连接杆612的直径小于尾部611的直径。套筒63内部具有卡合部631，卡合部631为圆形薄片，其上开有小孔，卡合部631下部之套筒内壁上设置有卡扣部632，卡扣部632为连续的锯齿状结构。弹簧62位于尾部611与卡合部631之间，且套设于连接杆612上，连接杆612穿过卡合部631，由于头部613大于卡合部631之小孔孔径，在弹簧62作用下，使支撑杆61固定于套筒63内，并且可以沿套筒63的轴向方向移动。当按压支撑杆61时，支撑杆61沿套筒63的轴向方向向下移动，头部613会与卡扣部632发生接触，支撑杆61被临时固定，当卡扣部632松开时，支撑杆61由于弹簧62的作用回复原位。

XYZ运动机构70由XY运动平台71以及Z轴进给机构72组成，Z轴进给机构72连接推杆73。XY运动平台71可带动推杆73沿X、Y轴方向移动，Z轴进给机构72可控制推杆73沿Z轴方向移动。

当已知型面规格参数时，可用XYZ运动机构70连接型面治具600，通过对XYZ运动机构70之X、Y轴参数进行设定，控制与该运动机构Z轴结合之推杆73依次对齐每一个伸缩元件60，通过对XYZ运动机构70之Z轴参数进行设定，给予伸缩元件60对应型面位置深度之收缩量，即推杆73向下压缩支撑杆61，支撑杆61的头部613与卡扣部632发生接触并被临时固定。当对所有伸缩元件60设置完毕后，该型面治具600之上表面64即被制成待加工物之型面的形状。

请一并参阅图3及图9，当型面治具600之外形设定完成以后，将本发明电解加工装置100对齐于该型面治具600之上，之后向外旋转调节螺丝26，电极束压板24向远离电极束10的方向移动，解除对电极束10施加之压力，使电极束10处于松弛状态，柱状电极11下降并接触至型面治具600上表面64。当各个柱状电极11与型面治具600完全接触后向内旋转调节螺丝26，顶持电极束压板24向靠近电极束10方向移动，电极束压板24与电极束10接触，通过电极束压板24施加压力使电极束10固定于电极束套筒20中，使电极束10具有与待加工物型面对称的形状，其后续加工步骤与提供型面样品时的加工步骤相同。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电解加工装置，其包括电解液槽、与该电解液槽连接的电极束套筒，以及电极束，该电极束至少部分收容于该电极束套筒中，其特征在于：该电极束套筒为矩形柱状结构，该电极束套筒包括四个侧壁、上开口部和下开口部，该上开口部与该电解液槽连接，该电极束包括多个柱状电极，该柱状电极由该下开口部收容于该电极束套筒中，该电极束套筒中设有邻近该电极束套筒侧壁的电极束压板，该电极束套筒侧壁上设有调节螺丝以调节该电极束压板推顶或远离该电极束，从而使电极束处于固定或松弛状态。

2.如权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：该柱状电极为实心电极或者空心管状电极。

3.如权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：该柱状电极的横截面为矩形、三角形、六角形或者其他多边形。

4.如权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：两个相邻侧壁与下开口部的连接处，设有向电极束套筒内部伸展的承载板，该电极束压板位于该承载板上。

5.如权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：还包括型面治具，该型面治具由多个伸缩元件构成。

6.如权利要求5所述的电解加工装置，其特征在于：该伸缩元件包括套筒、卡持于套筒内的支撑杆以及位于套筒和支撑杆之间的弹簧。

7.如权利要求6所述的电解加工装置，其特征在于：该套筒内部包括卡合部，支撑杆通过该卡合部与弹簧配合，卡持于该套筒内。

8.如权利要求7所述的电解加工装置，其特征在于：该卡合部下端套筒内壁上设有卡扣部，该卡扣部为连续的锯齿状结构。