CN105033371B - 一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法，包括以下步骤：1)将工具电极固定在机床主轴上，工件固定在机床工作台的电解池中，工具电极和工件分别连接电源负、正极，形成回路，回路有电流传感器，电流传感器将采集的电流值实时发送给控制器；2)工具电极到达初始位置；3)工具电极继续向工件移动，控制器控制电源切换，使工具电极和工件之间施加正负对称的交流辅助电源；4)调整交流辅助电源脉宽和频率，使工具电极和工件之间的离子和电子沿原始位置来回移动；5)随着工具电极向工件逐步靠近，电流值逐渐增大，当不变时，工具电极和工件之间的间隙为平衡间隙；6)控制器控制电源切换为电解加工主电源对工件进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及精密电解加工技术领域，特别是关于一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法。
背景技术
电解加工过程中工件阳极材料是以离子的形式进行去除的，而金属离子的尺寸非常微小，这种材料去除方式使得电解加工具备微细加工能力。此外，电解加工还具有加工表面无重熔变质层，工具电极无损耗等优点，因此在微机电系统、汽车、航空航天、医疗等领域的金属材料微细孔加工中得到广泛应用。
由于电解加工时无法完全将电场约束在加工期望的区域，使得工件上非加工区域被加工和已加工区域被二次加工，造成杂散腐蚀。电解加工小孔的杂散腐蚀主要包括侧面杂散腐蚀和端面杂散腐蚀两种。侧面杂散腐蚀主要是由于电解过程中，作为电介质的电解液存在于分布有电场的电极/工件间隙内，产生部分电流，致使在已加工区域的工件表面发生氧化腐蚀，造成加工精度下降。端面杂散腐蚀主要是由于电解加工初始阶段，电极空载移动期间，在电极/工件表面非加工区域之间出现部分电流，造成工件表面的非加工区域出现电蚀致使工件表面质量下降。针对电极侧面杂散腐蚀，国内外学者已提出了多种电极侧壁绝缘方法，以将电场限定在电极端部，减小对已加工区域的二次加工，提高电解加工成型精度。而电极端面杂散腐蚀，主要发生在电解加工过程的开始阶段，因为电极/工件间隙远大于平衡间隙，在电极移至平衡间隙期间，造成电极底部端面对工件表面非加工区杂散腐蚀严重，致使工件加工精度和表面质量显著降低等问题，因此，电极端面杂散腐蚀一直是电解加工精度和工件表面质量提高的瓶颈。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效减小工件电极端面杂散腐蚀、提高电解加工工件表面质量和成型精度的电加工用防电化学杂散腐蚀的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法，包括以下步骤：1)工具电极的侧面设置有一圈绝缘膜层，将工具电极固定在机床的主轴上，待加工的工件固定在机床工作台的电解池中，工具电极和工件分别连接电源的负极和正极，形成回路，回路上设置有一用于实时采集回路电流大小的电流传感器，电流传感器将采集的电流值实时发送给控制器；2)工具电极在机床主轴的带动下到达加工的初始位置；3)在机床主轴的带动下，工具电极继续向工件移动，同时，控制器控制电源切换，使工具电极和工件之间施加正负对称的交流辅助电源；4)调整交流辅助电源的脉宽和频率，使工具电极和工件之间电解液中的离子和电子沿原始位置来回移动，原始位置指没有施加交流辅助电源时离子和电子所处的位置；5)随着工具电极向工件逐步靠近，电流传感器采集的电流值逐渐增大，当控制器判断得知电流传感器采集到电流值不变时，此时工具电极和工件之间的间隙为平衡间隙；6)当工具电极和工件之间的间隙为平衡间隙时，控制器控制电源切换，使工具电极与工件之间施加的正负对称的交流辅助电源切换为电解加工主电源对工件进行加工。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在工具电极从加工的初始位置逐步向工件移动过程中，给工具电极与工件之间施加正负对称的交流辅助电源，使工具电极和工件之间电解液中的离子和电子在小范围内来回“振动”，因此可以减少工具电极移动过程中离子的移动，从而减少对工件表面非加工区域的杂散腐蚀。2、本发明由于在工具电极与工件之间的间隙为平衡间隙时，将加工电源由正负对称的交流辅助电源切换到电解加工主电源，因此可以提高电解加工的表面质量和成型精度。3、本发明的工具电极的侧面设置有一圈绝缘膜层，仅仅在工具电极的端部与工件产生电场，因此可以减少工件表面的杂散腐蚀。本发明可以广泛应用于电解加工过程中。
附图说明
图1是本发明工具电极与工件的初始位置示意图；
图2是本发明正负对称的交流辅助电源的示意图；
图3是本发明工具电极与工件之间达到平衡间隙的示意图；
图4是本发明电解加工主电源的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明提供的电加工用防电化学杂散腐蚀的方法，包括以下步骤：
1)如图1所示，工具电极1的侧面设置有一圈绝缘膜层3，将工具电极1固定在现有机床的主轴上，待加工的工件2固定在机床工作台的电解池中，工具电极1和工件2分别连接电源的负极和正极，形成回路，回路上设置有一用于实时采集回路电流大小的电流传感器，电流传感器将采集的电流值实时发送给现有的控制器；
2)工具电极1在机床主轴的带动下到达加工的初始位置(起点位置)(如图1所示)；
3)在机床主轴的带动下，工具电极1继续向工件2移动，同时，控制器控制电源切换，使工具电极1和工件2之间施加正负对称的交流辅助电源(如图2所示)，如图1所示，由于工具电极1的侧面设置有一圈绝缘膜层3，因此仅仅在工具电极1的端部与工件2的非加工区域5及加工区域6之间产生电场4；
4)调整交流辅助电源的脉宽和频率，使工具电极1和工件2之间电解液中的离子和电子沿原始位置来回移动，即电解液中的离子和电子在小范围内来回“振动”，原始位置指没有施加交流辅助电源时离子和电子所处的位置；
5)随着工具电极1向工件2逐步靠近，电流传感器采集的电流值逐渐增大，当控制器判断得知电流传感器采集到电流值不变时，此时工具电极1和工件2之间的间隙为平衡间隙(如图3所示)，即工具电极1的进给速度和工件2的溶解去除速率相匹配，工具电极1和工件2之间的间隙保持不变，达到平衡；
6)当工具电极1和工件2之间的间隙为平衡间隙时，控制器控制电源切换，使工具电极1与工件2之间施加的正负对称的交流辅助电源切换为电解加工主电源(如图4所示)对工件进行加工，从而得到加工精度高的工件2。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (1)
1.一种电加工用防电化学杂散腐蚀的方法，包括以下步骤：
1)工具电极的侧面设置有一圈绝缘膜层，将工具电极固定在机床的主轴上，待加工的工件固定在机床工作台的电解池中，工具电极和工件分别连接电源的负极和正极，形成回路，回路上设置有一用于实时采集回路电流大小的电流传感器，电流传感器将采集的电流值实时发送给控制器；
2)工具电极在机床主轴的带动下到达加工的初始位置；
3)在机床主轴的带动下，工具电极继续向工件移动，同时，控制器控制电源切换，使工具电极和工件之间施加正负对称的交流辅助电源；
4)调整交流辅助电源的脉宽和频率，使工具电极和工件之间电解液中的离子和电子沿原始位置来回移动，原始位置指没有施加交流辅助电源时离子和电子所处的位置；
5)随着工具电极向工件逐步靠近，电流传感器采集的电流值逐渐增大，当控制器判断得知电流传感器采集到电流值不变时，此时工具电极和工件之间的间隙为平衡间隙；
6)当工具电极和工件之间的间隙为平衡间隙时，控制器控制电源切换，使工具电极与工件之间施加的正负对称的交流辅助电源切换为电解加工主电源对工件进行加工。
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