CN106670598A - 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法 - Google Patents

具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106670598A
CN106670598A CN201611063283.XA CN201611063283A CN106670598A CN 106670598 A CN106670598 A CN 106670598A CN 201611063283 A CN201611063283 A CN 201611063283A CN 106670598 A CN106670598 A CN 106670598A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pectination
group
sealing liquid
minus plate
liquid body
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.)
Granted
Application number
CN201611063283.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106670598B (zh
Inventor
朱荻
刘嘉
姜小琛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201611063283.XA priority Critical patent/CN106670598B/zh
Publication of CN106670598A publication Critical patent/CN106670598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106670598B publication Critical patent/CN106670598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B23H1/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法，属于电化学加工领域。该工具包括工具座（2）、弹性体（4）、梳状封液体（5）和阴极板（6）；其中梳状封液体（5）由绝缘材料制成，梳状封液体（5）后端通过弹性体（4）与工具座（2）连接，梳状封液体（5）前端具有与阴极板（6）的镂空群缝结构匹配的有序凸起结构，且凸起结构高度大于阴极板的厚度；工作时，梳状封液体（5）的有序凸起结构插入阴极板（6）的镂空群缝结构，并能与阴极板相互滑动。电解液流道截面（9）始终为分离的多个矩形流道，直至群槽结构加工完成，彻底消除了群槽电解加工中空刀槽分流电解液的问题。

Description

具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法
技术领域
本发明涉及一种具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法，属于电化学加工领域。
技术背景
在燃料电池与化学热交换领域中，存在大量具有群槽结构的零件。相互联通的群槽结构形成的流道，可引导液态化学物质按照设计的流动方式流动，促进化学反应的产生、促进热量的交换。在该类零件生产过程中，流道的加工质量将直接影响产品的功能与寿命。然而，由数十乃至上百条槽组成的流道，其结构复杂，流道狭窄，流道加工后不得有毛刺、锐边等影响流场的结构存在，因此加工难度大、周期长，成本高。
电解加工是一种基于电化学阳极溶解原理去除材料的一种加工方式，在加工中具有加工效率高、表面质量好，无加工毛刺与尖角，工具无损耗，加工与材料硬度、韧性无关等优点，非常适合加工群槽结构零件。在群槽电解加工过程中，具有若干柱状凸起的工具电极接电源负极，工件接电源正极，在工具与工件之间通过高速、高压的电解液，接通加工电源后，工具电极微凸起区域的工件金属不断溶解，随着工具进给，可在一次进给过程中加工出全部群槽结构，可较数控铣削大幅提升加工效率。同时，由于电解加工中工具无损耗，工具电极可长期使用，加工中仅消耗电费、水费以及电解液药品费用，批产成本低。由此可见，与其他群槽加工方式相比，电解加工具有非常突出的效率与成本优势，是加工群槽结构的理想工艺技术。
在群槽电解加工工具上，为了避免工具阴极在进给过程中与群槽之间残留的分隔筋发生干涉，工具阴极上的柱状凸起的高度必须大于待加工槽的深度，工具上柱状凸起之间的间隙成为了容纳群槽之间分隔筋体积的空刀槽。在电解加工过程中，当分割筋进入空刀槽后，空刀槽间隙逐渐减小，但空刀槽间隙仍远大于阴极端面与工件之间的间隙，电解液会从空刀槽间隙处大量流失，使本应该流向加工间隙的电解液分流，致使加工间隙内的电解液流速降低，冲刷能力减弱。若在加工过程中电化学反应生成的产物不能及时排出加工间隙，随着工具的持续进给，工具阴极和工件阳极接触将发生短路，短路电流将瞬间产生的高热会烧毁工具与工件，导致工具与工件报废，这会严重影响加工效率，并大幅增加生产成本。由此可见，阴极柱状凸起之间的空刀槽引起的电解液分流问题是诱发短路的核心因素。为了避免短路情况的发生，提高群槽电解加工过程稳定性，有必要设计合理的电解加工工具结构，彻底消除群槽电解加工中的电解液分流问题。
发明内容
本发明目的在于解决群槽零件电解加工中电解液从阴极柱状凸起间的空刀槽处流失，导致本应流向加工区的电解液被分流，降低了加工间隙电解液排出产物的能力从而导致短路的实际问题，提供了一种新型群槽电解加工工具及加工方法。
一种具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具，其特征在于：包括工具座、弹性体、梳状封液体和阴极板； 其中阴极板由导电材料制成，具有上下贯穿的镂空群缝结构，该镂空群缝结构依据零件表面群槽结构设计；阴极板也与工具座连接；其中梳状封液体由绝缘材料制成，梳状封液体后端通过弹性体与工具座连接，梳状封液体前端具有与阴极板的镂空群缝结构匹配的有序凸起结构，且凸起结构高度大于阴极板的厚度；工作时，梳状封液体的有序凸起结构插入阴极板的镂空群缝结构，并能与阴极板相互滑动。
所述的具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具，其特征在于：平面工件加工群槽结构时，阴极板为平板结构，梳状封液体的有序凸起结构的前端面整体为平面结构；弧面工件上加工群槽结构时，阴极板端面为弧形结构，梳状封液体的有序凸起结构的前端面整体为弧形结构。
所述具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具的加工方法，其特征在于包括以下过程：电解加工过程中，被加工工件接电源正极，阴极板接电源负极，将梳状封液体插入阴极板的镂空群缝结构中，被加工工件与阴极板之间有高速高压电解液流过；在加工初始阶段，在弹性体的预压缩力作用下梳状封液体的梳状端面紧贴被加工工件上表面，在该状态下，电解液流道截面为分离的多个矩形流道，在该状态下进行群槽电解加工；随着阴极板跟着工具座不断进给，被加工工件的上表面被加工出群槽结构，由于工具座进给的推力大于弹性体的预压缩力，梳状封液体始终保持与工件的上表面接触，并逐步缩入阴极板的镂空缝隙中，电解液流道截面始终为分离的多个矩形流道，直至群槽结构加工完成。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供了一种新型群槽电解加工工具，该工具采用可伸缩的梳状封液结构紧贴工件表面，并将工具阴极上柱状凸起之间的空刀槽间隙填满，使电解液仅能从加工间隙内流过，彻底消除了群槽电解加工中空刀槽分流电解液问题，改善了电解液流场，可显著提升加工稳定性。
2、采用绝缘材质的梳状封液结构紧贴工件表面，可以有效防止电解液接触工件非加工面，起到屏蔽电解加工电场作用，可有效防止电化学腐蚀效应对非加工区产生杂散腐蚀，可显著提升零件的加工质量。
3、该电解加工工具采用封液体自由伸缩的组合整体式设计，替代原有工具阴极即可直接使用，不改变原有的加工形式，不增加工序与工步，便于与原有的工装夹具配合，使用便捷、适应性强。
附图说明
图1为具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具示意图；
图2为具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具装配关系示意图；其中（a）是装配前示意图；（b）是装配后示意图；
图3为具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具加工过程示意图；其中（a）是加工准备阶段示意图；（b）是加工初始阶段示意图；其中（c）是加工中间阶段示意图；（d）是加工最终阶段示意图；
图4为具有伸缩梳状封液结构的曲面群槽电解加工工具示意图；
图中标号名称：1、电源，2、工具座，3、进液区域，4、弹性体，5、梳状封液体，6、阴极板，7、工件，8、出液区域，9、电解液流道截面，10、曲面梳状封液体，11、曲面阴极板，12、曲面工件。
具体实施方法
实施本发明——“具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具”如图1所示，其将工件7与电解加工电源1正极连接，由阴极板6、梳状封液体5、弹性体4、工具座2四个部分组成的加工工具与电解加工电源1负极连接。在加工过程中，高速高压电解液从进液区域3进入，通过工件7与阴极板6之间的缝隙，经出液区域8流出，带走了加工产生的电解产物和热量。阴极板6的进给过程中，弹性体4使梳状封液体5始终与工件7表面紧贴，工件7逐渐被加工，直至加工完成。
图2所示为具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具装配关系示意图。如图2（a）所示，首先将梳状封液体5插入阴极板6，并将弹性体4放置在梳状封液体5上端面，工具座2的空腔开口朝下，由上至下将弹性体4、梳状封液体5套入工具座2的空腔中，与阴极板6连接在一起。此时梳状封液体5在弹性体4的作用下与从阴极6的缝隙中伸出，构成工具电极如图2（b）所示。
图3所示为具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具加工过程示意图。在加工准备阶段，如图3（a）所示，在弹性体4的作用下梳状封液体5的梳状端面从阴极板6的镂空缝隙中伸出，突出于阴极板6的下端面，梳状封液体5尚未与工件7接触；在加工初始阶段，如图3（b）所示，在弹性体4的预压缩力作用下梳状封液体5的梳状端面紧贴工件7上表面，在该状态下，电解液流道截面9为分离的多个矩形流道，在该状态下进行群槽电解加工；随着工件不断进给，如图3（c）所示，工件7的上表面被加工出群槽结构，由于工具进给的推力大于弹性体4的预压缩力，梳状封液体5始终保持与工件7的上表面接触，并逐步缩入阴极板6的镂空缝隙中，电解液流道截面9始终为分离的多个矩形流道；加工最终阶段，如图3（d）所示，阴极板6进给至指定位置，群槽结构加工完成。
图4为具有伸缩梳状封液结构的曲面群槽电解加工工具示意图，加工工具包括曲面阴极板11、曲面梳状封液体10、弹性体4、工具座2四个部分。整个加工过程中，曲面工件12与曲面阴极板11之间有高速高压电解液流过，由于弹性体4的存在使得曲面梳状封液体10始终与曲面工件12表面紧贴。随着曲面阴极板11的进给，曲面梳状封液体10可缩入曲面阴极板11的镂空缝隙，使电解液仅能从曲面阴极板10的金属梁与曲面工件12之间的缝隙中流过，曲面工件12上的沟槽逐渐成型，直至加工完成。

Claims (3)

1.一种具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具，其特征在于：
包括工具座（2）、弹性体（4）、梳状封液体（5）和阴极板（6）；
其中阴极板（6）由导电材料制成，具有上下贯穿的镂空群缝结构，该镂空群缝结构依据零件表面群槽结构设计；阴极板（6）也与工具座（2）连接；
其中梳状封液体（5）由绝缘材料制成，梳状封液体（5）后端通过弹性体（4）与工具座（2）连接，梳状封液体（5）前端具有与阴极板（6）的镂空群缝结构匹配的有序凸起结构，且凸起结构高度大于阴极板的厚度；
工作时，梳状封液体（5）的有序凸起结构插入阴极板（6）的镂空群缝结构，并能与阴极板相互滑动。
2.根据权利要求1所述的具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具，其特征在于：平面工件加工群槽结构时，阴极板（6）为平板结构，梳状封液体（5）的有序凸起结构的前端面整体为平面结构；
弧面工件上加工群槽结构时，阴极板（6）端面为弧形结构，梳状封液体（5）的有序凸起结构的前端面整体为弧形结构。
3.利用权利要求1所述具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具的加工方法，其特征在于包括以下过程：
电解加工过程中，被加工工件接电源正极，阴极板（6）接电源负极，将梳状封液体（5）插入阴极板（6）的镂空群缝结构中，被加工工件与阴极板（6）之间有高速高压电解液流过；
在加工初始阶段，在弹性体（4）的预压缩力作用下梳状封液体（5）的梳状端面紧贴被加工工件上表面，在该状态下，电解液流道截面（9）为分离的多个矩形流道，在该状态下进行群槽电解加工；
随着阴极板（6）跟着工具座（2）不断进给，被加工工件的上表面被加工出群槽结构，由于工具座（2）进给的推力大于弹性体（4）的预压缩力，梳状封液体（5）始终保持与工件的上表面接触，并逐步缩入阴极板（6）的镂空缝隙中，电解液流道截面（9）始终为分离的多个矩形流道，直至群槽结构加工完成，彻底消除了群槽电解加工中空刀槽分流电解液的问题。
CN201611063283.XA 2016-11-28 2016-11-28 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法 Active CN106670598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611063283.XA CN106670598B (zh) 2016-11-28 2016-11-28 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611063283.XA CN106670598B (zh) 2016-11-28 2016-11-28 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106670598A true CN106670598A (zh) 2017-05-17
CN106670598B CN106670598B (zh) 2018-05-08

Family

ID=58867171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611063283.XA Active CN106670598B (zh) 2016-11-28 2016-11-28 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106670598B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107626997A (zh) * 2017-09-27 2018-01-26 西安工业大学 复杂曲面外轮廓大深宽比的螺旋窄槽电解加工阴极
CN109226913A (zh) * 2018-08-06 2019-01-18 南京航空航天大学 随动封液切入式电解铣削加工斜面的装置及方法
CN110026630A (zh) * 2019-04-23 2019-07-19 安徽理工大学 一种电解加工大扭曲叶片整体叶盘的内腔可变工具阴极
CN112658413A (zh) * 2020-11-25 2021-04-16 南京航空航天大学 交叉群槽编码式流场电解加工方法及装置
CN112935434A (zh) * 2021-03-11 2021-06-11 南京航空航天大学 一种燃料电池双极板的电解加工装置及加工方法
CN114571013A (zh) * 2022-02-13 2022-06-03 江苏中清光伏科技有限公司 一种太阳能发电元器件制造装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140104870A (ko) * 2013-02-21 2014-08-29 주식회사 우진하이텍 방전가공용 전극을 고정하는 지그결합체 및 이를 이용한 방전가공용 전극과 방전가공장치용 지그의 결합구조
WO2014166480A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-16 Gtd Graphit Technologie Gmbh Rohling aus erodiergraphit, verfahren zur herstellung einer erodiergraphitelektrode aus besagtem rohling, elektroden-rohling und adapter zur befestigung des rohlings, elektroden-rohlings oder der erodiergraphitelektrode
CN105618873A (zh) * 2016-03-15 2016-06-01 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种软电极电火花加工装置
CN105728871A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 浙江捷众科技股份有限公司 一种半涡轮模具型腔的制作方法
CN205393712U (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 淮安信息职业技术学院 便于在工件外壁加工对称孔的电极头
CN205600083U (zh) * 2016-04-06 2016-09-28 深圳市骏丰模具有限公司 一种火花机电火花弧形隧道加工夹具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140104870A (ko) * 2013-02-21 2014-08-29 주식회사 우진하이텍 방전가공용 전극을 고정하는 지그결합체 및 이를 이용한 방전가공용 전극과 방전가공장치용 지그의 결합구조
WO2014166480A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-16 Gtd Graphit Technologie Gmbh Rohling aus erodiergraphit, verfahren zur herstellung einer erodiergraphitelektrode aus besagtem rohling, elektroden-rohling und adapter zur befestigung des rohlings, elektroden-rohlings oder der erodiergraphitelektrode
CN105618873A (zh) * 2016-03-15 2016-06-01 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种软电极电火花加工装置
CN205393712U (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 淮安信息职业技术学院 便于在工件外壁加工对称孔的电极头
CN105728871A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 浙江捷众科技股份有限公司 一种半涡轮模具型腔的制作方法
CN205600083U (zh) * 2016-04-06 2016-09-28 深圳市骏丰模具有限公司 一种火花机电火花弧形隧道加工夹具

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107626997A (zh) * 2017-09-27 2018-01-26 西安工业大学 复杂曲面外轮廓大深宽比的螺旋窄槽电解加工阴极
CN109226913A (zh) * 2018-08-06 2019-01-18 南京航空航天大学 随动封液切入式电解铣削加工斜面的装置及方法
CN109226913B (zh) * 2018-08-06 2020-03-17 南京航空航天大学 随动封液切入式电解铣削加工斜面的装置及方法
CN110026630A (zh) * 2019-04-23 2019-07-19 安徽理工大学 一种电解加工大扭曲叶片整体叶盘的内腔可变工具阴极
CN110026630B (zh) * 2019-04-23 2020-04-14 安徽理工大学 一种电解加工大扭曲叶片整体叶盘的内腔可变工具阴极
CN112658413A (zh) * 2020-11-25 2021-04-16 南京航空航天大学 交叉群槽编码式流场电解加工方法及装置
CN112935434A (zh) * 2021-03-11 2021-06-11 南京航空航天大学 一种燃料电池双极板的电解加工装置及加工方法
CN114571013A (zh) * 2022-02-13 2022-06-03 江苏中清光伏科技有限公司 一种太阳能发电元器件制造装置
CN114571013B (zh) * 2022-02-13 2024-01-30 江苏中清光伏科技有限公司 一种太阳能发电元器件制造装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106670598B (zh) 2018-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106670598B (zh) 具有伸缩梳状封液结构的群槽电解加工工具及加工方法
CN106312208B (zh) 辅助阳极电解磨铣加工系统及方法
CN104001996B (zh) 整体叶盘叶栅通道电解加工动态辅助供液夹具及供液方式
CN101633066A (zh) 真空反流电解加工方法及装置
CN106513883B (zh) 一种叶片型面精密电解成型电极及加工方法
CN105921834A (zh) 电解磨铣加工工具阴极及方法
CN108620700B (zh) 一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法
CN102206823A (zh) 蚀刻废液直接电解提铜工艺
CN102773572B (zh) 用于高速放电加工的叠片式内冲液成型电极
CN107962262B (zh) 涡轮盘榫槽电解切割快速成型的电极和加工装置及方法
CN110340469B (zh) 气液组合电极及电解加工方法
CN103801771B (zh) 高速切割放电加工方法
CN106881507A (zh) 一种用于电解加工平面曲折群沟槽的装置及电解加工方法
CN109277654A (zh) 旋印电解加工封液装置与方法
CN110340467B (zh) 开口对称式阴极榫槽电解加工装置及方法
CN109482990A (zh) 硝酸钠乙二醇电解液用于铝微细电解加工的方法
CN106881508B (zh) 一种双层绝缘板表面织构电解工具阴极及其制备方法
CN204308354U (zh) 一种多腔式电加工石墨电极
CN102653021A (zh) 一种铣床
CN202643856U (zh) 铝电解槽阴极炭块和阴极钢棒的连接结构
CN201483105U (zh) 一种用于电火花加工硬质合金不规则形面模具的电极
CN207771022U (zh) 长杆内孔不同槽型的一次电解加工成型工装
CN106891069B (zh) 一种双层绝缘板工具阴极表面织构的电解加工方法
CN205008558U (zh) 一种铅酸蓄电池汇流排成型铸焊模
CN108971674B (zh) 一种电解加工微沟槽的装置及电解加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant