CN105855649B - 一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 - Google Patents
一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105855649B CN105855649B CN201610304987.5A CN201610304987A CN105855649B CN 105855649 B CN105855649 B CN 105855649B CN 201610304987 A CN201610304987 A CN 201610304987A CN 105855649 B CN105855649 B CN 105855649B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrolyte
- electrolytic
- drive shaft
- cathode
- machine tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000036314 physical performance Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23H5/00—Combined machining
- B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
- B23H5/08—Electrolytic grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法，属于电解磨削复合加工领域。机床主轴通过传动直齿轮组带动两个中空的传动轴旋转，进而带动传动轴顶端的旋转接头内环和末端止水夹头一同旋转。止水夹头上可装夹不同设计需求的工具阴极，旋转接头将电解液由静态系统输入到动态的旋转系统，再经过传动轴通孔、工具阴极内孔，直接喷射到工件的加工表面。这样，通过该主轴传动装置可实现内喷液电解磨铣加工复杂薄壁结构、对称型面等，使机床主轴免受电解液腐蚀的影响，并减小了加工的余量差，提高了加工深度、加工精度、加工效率和加工柔性。
Description
技术领域
本发明涉及一种双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法，属于电解磨削复合加工领域。
背景技术
高温合金、钛合金等金属材料具有耐高温、耐腐蚀、比强度高、热强度高等优良的机械物理性能，目前已经被广泛的应用于航空、航天、航海等工业领域。然而，高温合金、钛合金都是典型的难加工材料，当使用金属切削方法加工时，由于加工温度高、切削力大，导致刀具的磨损严重、工件的加工质量较差。特别是对于一些材料为高温合金或者钛合金的航空发动机产品，例如机匣、火焰筒、叶盘、叶片等零件，通常采用了大量的整体薄壁结构件和对称型面，从毛坯到零件的材料去除比可高达60%～80%，零件壁厚最薄处只有0.5毫米，因此，当受到切削力作用时工件极易发生变形，其加工效率和加工精度很难得到保证。
电解磨削是由电解作用和机械磨削作用相复合进行加工的，比电解加工具有更好的表面粗糙度和加工精度，比磨削加工具有更高的生产效率。电解磨削加工时大部分金属材料是通过电解作用以离子的形式去除的，磨削的主要作用是去除工件表面因电化学腐蚀生成的氧化物薄膜，保持电解过程的正常进行并降低表面粗糙度。传统的电解磨削方法通常采用导电砂轮作为工具阴极以及外接式电解液供给，主要用于平面加工和抛光加工，由于每次加工所去除的材料厚度极小，从而限制了材料去除率的增加，而且难以应用于对称型面和薄壁结构件的加工。
电解磨铣在电解磨削的基础上采用棒状磨头作为工具阴极，用类似于数控铣的方式由磨头阴极的旋转运动和工件的进给运动共同形成轮廓的发生线，通过相切法进行成形加工。和金属切削加工相比，电解磨铣具有材料去除率快、切削力小、表面无残余应力等优点；和传统的电解磨削方法相比，数控铣削技术的引入使得电解磨铣的加工柔性更高，可实现对称型面和薄壁结构件的加工。
电解磨铣的电解液供给方式有外喷式供液和内喷式供液两种形式。外喷式供液通过外接喷嘴向加工区域喷射电解液，但是由于磨头阴极和工件之间的加工间隙极小，当加工深度较大时，电解液很难及时的充满整个加工间隙，加工区域容易因局部缺液而产生火花放电，造成磨头损耗甚至发生短路，因此外喷式供液电解磨铣主要应用于加工深度较小的情况。内喷式供液将磨头与电解液系统连接起来，电解液通过阴极内孔直接喷射到工件加工表面，在加工间隙中能够形成稳定、均匀的流场，因此采用内喷式供液的电解磨铣可以有效提高对称型面和薄壁结构件的加工深度和加工效率。
当采用内喷式供液电解磨铣加工对称型面和薄壁结构件时，由于电解磨铣机床通常只有一个内喷液主轴接头，加工时需要将一根磨头阴极安装在主轴的接头上，先加工出一个复杂型面或者薄壁结构一侧的形状；然后拆卸下这根磨头阴极并安装上另一根磨头阴极，再加工出另一个复杂型面或者薄壁结构另一侧的形状。这样的加工方案需要重复拆卸装夹磨头阴极，容易产生换装误差和加工余量差，并延长了加工时间。这些因素明显降低了电解磨铣的加工精度和加工效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法，可以实现双内喷式供液电解磨铣磨头阴极的双头联动，使机床主轴免受电解液腐蚀的影响，并减小薄壁结构和对称型面的加工余量差，提高电解磨铣的加工精度和加工效率。
一种双内喷液工具阴极系统，其特征在于：该系统包括固定于机床主轴的主动齿轮，以及两个中空传动轴，上述两个中空传动轴上均固定有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮；机床主轴和中空传动轴均通过角接触轴承支撑；
每个中空传动轴顶端均安装一个旋转接头，该旋转接头由内环和外环组成，其中外环与内环之间可相对转动，内环与所述中空传动轴固定，外环与供液管路相连；每个中空传动轴的末端均安装有止水夹头；止水夹头的开孔处安装有工具阴极。
利用所述双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法，其特征在于包括以下过程：（1）、将两个工具阴极均连接电源负极；再将工件装夹在工作台上，并连接电源正极；然后在机床数控运动程序的控制下完成对刀、定位；（2）、利用供液管路的两条支路分别给上述两个工具阴极提供电解液，每条供液支路均有流量计、压力表、泄流阀、调压阀；（3）、通过电解磨铣机床的伺服电机带动机床主轴旋转，利用变频器调节机床主轴转速，通过齿轮传动带动两个中空的传动轴旋转，进一步带动中空传动轴顶端的旋转接头和末端的止水夹头旋转；（4）、旋转接头的内环随中空传动轴一同旋转，外环保持静止，将供液管路中的电解液由静态系统输入到动态旋转系统，再经过中空传动轴的通孔、装夹在止水夹头上的工具阴极内孔，直接喷射到工件的加工表面；（5）、电解液从旋转的工具阴极内孔喷出后及时的充满整个加工区域，工作台在机床数控运动程序的控制下按照预定的轨迹运动，薄壁结构的两侧形状可一次加工成形；（6）、工作箱内多余的电解液以及电解产物经过过滤器过滤，再流入电解液槽中，实现电解液的过滤及循环使用。
本发明具有以下优点：（1）、该传动装置实现了双内喷液工具阴极的联动，使机床主轴免受电解液腐蚀的影响，并避免了重复安装工具阴极；（2）、对于薄壁结构和对称型面，利用该传动装置可一次加工成形，提高了加工效率和加工精度；（3）、可通过设计不同的工具阴极，实现不同形状的对称型面和薄壁结构的加工，增加了电解磨铣的加工柔性。
附图说明
图1为双内喷液工具阴极电解磨铣主轴传动装置齿轮位置示意图；
图2为双内喷液工具阴极电解磨铣主轴传动装置A-A截面示意图；
图3为双内喷液工具阴极电解磨铣主轴传动装置B-B截面示意图；
图4为双内喷液工具阴极电解磨铣的供液示意图；
图5为双内喷液工具阴极电解磨铣一种薄壁结构的示意图；
图中标号名称：1、直齿轮组；2、轴套；3、主轴角接触轴承；4、机床主轴；5、传动轴；6、传动轴角接触轴承；7、旋转接头；8、止水夹头；9、变频器；10、伺服电机；11、主轴传动装置；12、流量计；13、压力表；14、泄流阀；15、调压阀；16、分流三通；17、离心泵；18、工作箱；19、工作台；20、工具阴极；21、工件；22、过滤器；23、温度控制单元；24、电解液槽；25、电源；26、电解液。
具体实施方式
根据图1、图2和图3所示，双内喷液工具阴极电解磨铣的主轴传动装置由以下几部分组成：电解磨铣机床主轴4通过传动直齿轮组1同时带动两个中空的传动轴5旋转，进而传动轴5带动其顶端的旋转接头7和其末端的止水夹头8一同旋转。机床主轴4和传动轴5分别通过主轴角接触轴承3和传动轴角接触轴承6支撑，直齿轮组通过一个主动大直齿轮与两个相同尺寸的从动小直齿轮分别外啮合，两个小直齿轮不接触并相距一定距离，齿轮通过轴肩、轴套2和键定位，并按照标准安装。
下面结合图1、图2、图3、图4和图5说明利用本发明提出的主轴传动装置，实现双内喷液工具阴极电解磨铣一种薄壁结构的步骤：
（1）、先将两根工具阴极20分别装夹在两个传动轴5末端的止水夹头8上，并连接电源25负极；再将工件21装夹在工作台上19，并连接电源25正极；然后在机床数控运动程序的控制下完成对刀、定位。
（2）、通过温度控制单元23加热电解液26至所需温度，再开启离心泵17，电解液26经过分流三通16到达两个支路，并调节每个支路上的调压阀15至所需工作压力，其工作压力可由压力表13显示。
（3）、打开每个支路上的泄流阀14，具有一定压力的电解液26通过供液管路到达旋转接头7，每条供液管路上的电解液流量通过流量计12动态监测。
（4）、通过电解磨铣机床的伺服电机10带动机床主轴4旋转，利用变频器9调节机床主轴4转速，这样，机床主轴4通过直齿轮组1带动两个中空的传动轴5旋转，进一步带动传动轴5顶端的旋转接头7和末端的止水夹头8旋转,而装夹于止水夹头8上的工具阴极20也一同旋转。
（5）、电解液26经过旋转接头7、传动轴5通孔、工具阴极20内孔喷出后可及时的充满整个加工区域，工作台在机床数控运动程序的控制下按照预定的轨迹运动，薄壁结构的两侧形状可一次加工成形。
（6）、工作箱18内多余的电解液以及电解产物经过过滤器22过滤，再流入电解液槽24中，实现电解液26的过滤及循环使用。
Claims (1)
1.一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法，其特征在于：
该系统包括固定于机床主轴的主动齿轮，以及两个中空传动轴，上述两个中空传动轴上均固定有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮；机床主轴和中空传动轴均通过角接触轴承支撑；
每个中空传动轴顶端均安装一个旋转接头，该旋转接头由内环和外环组成，其中外环与内环之间可相对转动，内环与所述中空传动轴固定，外环与供液管路相连；每个中空传动轴的末端均安装有止水夹头；止水夹头的开孔处安装有工具阴极；
该电解磨铣加工方法包括以下过程:
（1）、将两个工具阴极均连接电源负极；再将工件装夹在工作台上，并连接电源正极；然后在机床数控运动程序的控制下完成对刀、定位；
（2）、利用供液管路的两条支路分别给上述两个工具阴极提供电解液，每条供液支路均有流量计、压力表、泄流阀、调压阀；
（3）、通过电解磨铣机床的伺服电机带动机床主轴旋转，利用变频器调节机床主轴转速，通过齿轮传动带动两个中空的传动轴旋转，进一步带动中空传动轴顶端的旋转接头和末端的止水夹头旋转；
（4）、旋转接头的内环随中空传动轴一同旋转，外环保持静止，将供液管路中的电解液由静态系统输入到动态旋转系统，再经过中空传动轴的通孔、装夹在止水夹头上的工具阴极内孔，直接喷射到工件的加工表面；
（5）、电解液从旋转的工具阴极内孔喷出后及时的充满整个加工区域，工作台在机床数控运动程序的控制下按照预定的轨迹运动，薄壁结构的两侧形状可一次加工成形；
（6）、工作箱内多余的电解液以及电解产物经过过滤器过滤，再流入电解液槽中，实现电解液的过滤及循环使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610304987.5A CN105855649B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610304987.5A CN105855649B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105855649A CN105855649A (zh) | 2016-08-17 |
| CN105855649B true CN105855649B (zh) | 2018-04-17 |
Family
ID=56631512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610304987.5A Active CN105855649B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105855649B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106346096B (zh) * | 2016-09-26 | 2018-01-23 | 南京航空航天大学 | 双主轴内喷液电解磨铣机床及方法 |
| CN108393547A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-08-14 | 南京航空航天大学 | 提高电解铣磨加工底面平面度的工具阴极及方法 |
| CN109865907B (zh) * | 2019-04-12 | 2024-05-28 | 南京宁庆数控机床制造有限公司 | 一种电解加工机床 |
| CN111230241A (zh) * | 2020-02-10 | 2020-06-05 | 常州工学院 | 数控电解磨削加工对刀装置和方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130053798A (ko) * | 2011-11-16 | 2013-05-24 | 부산대학교 산학협력단 | 전해연마 기능과 전극 세척 기능을 탑재한 하이브리드 마이크로 전해방전 가공공정 장치 및 방법 |
| JP6041301B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-12-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 半導体ウエハの加工装置 |
| CN103447640B (zh) * | 2013-07-25 | 2015-11-18 | 南京航空航天大学 | 一种实现旋转通液的电解磨削装置及其工作方法 |
| CN103934523B (zh) * | 2014-04-09 | 2017-06-13 | 南京航空航天大学 | 一种双工位多头电解磨削加工机床 |
| CN204194992U (zh) * | 2014-09-28 | 2015-03-11 | 黄河科技学院 | 加工超薄超硬导电材料的高精度数控电解磨削机床 |
| CN104816056B (zh) * | 2015-05-04 | 2017-04-19 | 辽宁科技大学 | 一种电解‑磁力研磨复合光整硬质材料的方法及其装置 |
| CN104907650A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-16 | 南京航空航天大学 | 带热障涂层金属零件的磨料水射流-电解复合制孔方法及装置 |
| CN205200642U (zh) * | 2015-11-23 | 2016-05-04 | 重庆荆江汽车半轴有限公司 | 键槽加工机构 |
-
2016
- 2016-05-10 CN CN201610304987.5A patent/CN105855649B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105855649A (zh) | 2016-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105855649B (zh) | 一种利用双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法 | |
| CN103706898B (zh) | 一种内斜微线段齿轮的电解加工装置及方法 | |
| CN102642114B (zh) | 减速器机体的垂直相交孔系加工方法 | |
| CN107824918B (zh) | 辅助冲液电解铣磨加工整体叶盘系统及方法 | |
| CN101695773A (zh) | 一种可转位成形双刀盘齿轮铣刀 | |
| CN104353916A (zh) | 复杂回转体零件电解加工机床 | |
| CN204893101U (zh) | 一种数控铣齿机 | |
| CN201543918U (zh) | 一种可转位成形双刀盘齿轮铣刀 | |
| CN102873416B (zh) | 整体叶盘电解开槽用电极和整体叶盘电解开槽加工方法 | |
| CN201889677U (zh) | 卧式多面数控切削机床 | |
| CN105855650B (zh) | 双工具阴极电解磨铣加工系统及加工复杂薄壁方法 | |
| CN207058164U (zh) | 一种数控车床伺服刀塔 | |
| CN205834384U (zh) | 大模数模块式滚刀 | |
| CN104625249A (zh) | 一种高效精铣空间螺杆齿廓的工艺及其设备 | |
| CN2818035Y (zh) | 磨前指状齿轮铣刀 | |
| CN104625894A (zh) | 一种代替五轴联动的四轴联动数控刀具加工磨床 | |
| CN205816834U (zh) | 一种复合刀具 | |
| CN102091828A (zh) | 孔内毛刺去除刀具 | |
| CN101502900A (zh) | 整体叶轮电解加工工具电极的空间轨迹优化方法 | |
| CN103551592B (zh) | 一种金刚石滚轮型腔曲面加工方法 | |
| CN201807755U (zh) | 轧辊分离用车床 | |
| CN204711708U (zh) | 一种代替五轴联动的四轴联动数控刀具加工磨床 | |
| CN203227903U (zh) | 细长轴电解加工机床 | |
| CN106346096A (zh) | 双主轴内喷液电解磨铣机床及方法 | |
| CN202317272U (zh) | 摆线液压马达定子补偿槽加工锉刀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |