CN106956048B - 一种分时分区电解加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分时分区电解加工方法及装置，其中方法包括以下步骤：根据阳极板的加工型面特征和精度要求的不同将阳极板至少划分为第一加工区域和第二加工区域；根据加工区域的不同切割阴极，将大尺寸的阳极至少分割为用于加工第一加工区域的第一阴极和用于加工第二加工区域的第二阴极；分时控制第一阴极和第二阴极进行电解加工，并向第一阴极供给第一脉冲电流，向第二阴极供给第二脉冲电流。本发明所提供的分时分区电解加工方法，通过将具有大面积复杂型面的阳极板进行分区，并将大尺寸阴极进行分割，分时控制各阴极的工作，实现对大面积复杂型面的一次高效、高精度成型加工，加工精度高和效率提高，并且解决了电源功率不足的问题。

Description

一种分时分区电解加工方法及装置

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，特别是涉及一种用于加工表面分布着不同形状、不同精度要求的大面积复杂型面的分时分区电解加工方法及装置。

背景技术

在电解加工领域中，加工精度会随着脉冲电流的频率增大而提高，所以在加工精度要求高的工件时，需要采用电流频率高的脉冲电源；而在加工大面积工件时，为了保持足够的反应能量，则要求脉冲电源的功率足够大。

然而，脉冲电解加工电源输出的脉冲电流频率受限于加工功率，脉冲电流频率与加工功率是成反比的，无法在大功率的同时实现高电流频率，即在加工大面积且高精度要求的工件时，脉冲电解加工工艺受到限制。

因此，如何在保证对大面积复杂型面的电解加工效率的同时，提高其加工精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分时分区电解加工方法及装置，用于加工表面分布着不同形状精度要求的大面积复杂型面，实现大面积复杂型面的一次高效、高精度成型加工。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分时分区电解加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据阳极板的加工型面特征和精度要求的不同将所述阳极板至少划分为第一加工区域和第二加工区域；

步骤S2：根据加工区域的不同切割阴极，将大尺寸的所述阳极至少分割为用于加工所述第一加工区域的第一阴极和用于加工所述第二加工区域的第二阴极；

步骤S3：分时控制所述第一阴极和所述第二阴极进行电解加工，并向所述第一阴极供给第一脉冲电流，向所述第二阴极供给第二脉冲电流。

优选的，所述步骤S3具体为：

采用多输出脉冲电解加工电源分时控制所述第一阴极和所述第二阴极进行电解加工。

优选的，所述第一阴极和所述第二阴极并联，并且所述第一阴极和所述第二阴极与所述电源之间分别连接有第一高频开关和第二高频开关，控制器通过控制所述第一高频开关或所述第二高频开关的开闭控制所述第一阴极和所述第二阴极的通断。

优选的，所述步骤S2中，将所述阴极切割完成后，还包括步骤：

在切割后的所述阴极的非加工面上涂覆绝缘层。

优选的，所述步骤S1中，将所述阳极板划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域；所述步骤S2中，所述阴极切割为第一阴极、第二阴极和第三阴极；所述步骤S3中，依次向所述第一阴极供给第一脉冲电流，向所述第二阴极供给第二脉冲电流，向所述第三阴极供给第三脉冲电流，并将所述第一脉冲电流、所述第二脉冲电流和所述第三脉冲电流作为一个周期重复供给对应的第一阴极、第二阴极或第三阴极。

一种分时分区电解加工装置，包括：

至少两个阴极，用于一一对应的加工阳极板的至少两个加工区域；

脉冲电源，用于向所述阴极提供脉冲电流；

控制器，用于分时控制单个所述阴极的通断电。

优选的，各所述阴极并联，并且各所述阴极与所述脉冲电源之间均设有高频开关；所述控制器与各所述高频开关连接，并用于控制各所述高频开关的开闭以控制各所述阴极的通断电。

优选的，各所述阴极的非加工面上还涂覆有绝缘层。

优选的，还包括用于安装并固定各所述阴极的绝缘夹具。

优选的，所述绝缘夹具与各所述阴极之间通过锁紧螺钉连接。

本发明所提供的分时分区电解加工方法及装置，其中方法包括以下步骤：根据阳极板的加工型面特征和精度要求的不同将所述阳极板至少划分为第一加工区域和第二加工区域；根据加工区域的不同切割阴极，将大尺寸的所述阳极至少分割为用于加工所述第一加工区域的第一阴极和用于加工所述第二加工区域的第二阴极；分时控制所述第一阴极和所述第二阴极进行电解加工，并向所述第一阴极供给第一脉冲电流，向所述第二阴极供给第二脉冲电流。该电解加工方法，主要用于加工表面分布着不同形状和不同精度要求的大面积复杂型面，通过将具有大面积复杂型面的阳极板进行分区，并将大尺寸所述阴极进行分割，实现单个加工区域对应单个分割后的阴极，然后通过分时控制各阴极的工作，实现对大面积复杂型面的一次高效、高精度成型加工，有效解决常规电解加工大面积工件存在的加工精度差与电源功率不够的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的分时分区电解加工方法的流程图；

图2是本发明所提供的分时分区电解加工装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2所示分时分区电解加工装置的局部爆炸图；

图4是图2所示分时分区电解加工装置的主视图；

图5是阴极供电周期示意图；

其中：1-绝缘夹具、2-锁紧螺、3-第一阴极、4-第二阴极、5-第三阴极、6-阳极板、7-第一高频开关、8-第二高频开关、9-第三高频开关、10-控制器。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种分时分区电解加工方法及装置，能够实现单个加工区域对应单个分割后的阴极，然后通过分时控制各阴极的工作，实现对大面积复杂型面的一次高效、高精度成型加工。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的分时分区电解加工方法的流程图；图2是本发明所提供的分时分区电解加工装置的一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2所示分时分区电解加工装置的局部爆炸图；图4 是图2所示分时分区电解加工装置的主视图；图5是阴极供电周期示意图。

在该实施方式中，分时分区电解加工方法包括以下步骤：

步骤S1：根据阳极板6的加工型面特征和精度要求的不同将阳极板6 至少划分为第一加工区域和第二加工区域，例如，将加工型面复杂、精度要求高的区域作为第一加工区域，将加工型面简单、精度要求低的区域作为第二加工区域，反之亦可；

步骤S2：根据加工区域的不同切割阴极，将大尺寸的阳极至少分割为用于加工第一加工区域的第一阴极3和用于加工第二加工区域的第二阴极 4；

步骤S3：分时控制第一阴极3和第二阴极4进行电解加工，并向第一阴极3供给第一脉冲电流，向第二阴极4供给第二脉冲电流，具体的，根据不同加工区域的加工需求的不同，选择不同的第一脉冲电流和第二脉冲电流，再分别向第一阴极3供给第一脉冲电流，向第二阴极4供给第二脉冲电流后，重复上述动作，再次向第一阴极3供给第一脉冲电流，向第二阴极4供给第二脉冲电流，多次重复上述动作后，便可完成对阳极板6的加工，当然，向各阴极通电的顺序可以根据需要改变，在此不作进一步限定。

这里需要说明的是，不同阴极之间，例如第一阴极3和第二阴极4之间应当为相互独立并且相互绝缘的小阴极。

该电解加工方法，主要用于加工表面分布着不同形状和不同精度要求的大面积复杂型面，通过将具有大面积复杂型面的阳极板6进行分区，并将大尺寸阴极进行分割，实现单个加工区域对应单个分割后的阴极，然后通过分时控制各阴极的工作，实现对大面积复杂型面的一次高效、高精度成型加工，有效解决常规电解加工大面积工件存在的加工精度差与电源功率不够的问题。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3具体为：

采用多输出脉冲电解加工电源分时控制第一阴极3和第二阴极4进行电解加工，多输出脉冲电解加工电源的工艺参数可调，加工效率高。

在上述各实施方式的基础上，第一阴极3和第二阴极4并联，并且第一阴极3和第二阴极4与电源之间分别连接有第一高频开关7和第二高频开关8，控制器10通过控制第一高频开关7或第二高频开关8的开闭控制第一阴极3和第二阴极4的通断，即控制器10对各阴极的分时控制，是通过对各高频开关的开闭控制实现的，控制器10可以依次对各阴极开闭控制后，作为一个周期，重复上述周期即可。

在上述各实施方式的基础上，步骤S2中，将阴极切割完成后，还包括步骤：

在切割后的阴极的非加工面上涂覆绝缘层，防止各阴极的非加工面对阳极板6的加工产生影响。

在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，将阳极板6划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域；步骤S2中，阴极切割为第一阴极3、第二阴极4和第三阴极5；步骤S3中，依次向第一阴极3供给第一脉冲电流，向第二阴极4供给第二脉冲电流，向第三阴极5供给第三脉冲电流，并将第一脉冲电流、第二脉冲电流和第三脉冲电流作为一个周期重复供给对应的第一阴极3、第二阴极4或第三阴极5。

本实施例所提供的分时分区电解加工方法，根据大面积复杂型面的不同加工要求，制造相应的独立阴极，阴极的非加工面上都涂覆有绝缘层，然后将其准确安装在绝缘夹具1上，每个阴极通过各自的导线与开关并联在电源负极上，开关实际上是高频功率管，例如Mosfet(金属-氧化物半导体场效应晶体管)，或者IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，高频开关都连接在控制器10上，利用控制器10来控制不同电路的高频通断，进而分时向不同的独立式阴极供给不同参数的脉冲电流，实现大面积复杂型面的一次成型加工，具有加工效率高、精度高的优点。

在采用该方法进行电解加工时，采用多输出脉冲电解加工电源分时向独立式小阴极供给不同参数的脉冲电流。这就相当于在将本来要大面积工件划分成了许多小面积工件，分时的给独立式小阴极供电，即在一段时间内加工的实际反应面积是很小的，这样相对于常规的脉冲电解加工方法，在加工效率得到保证的情况下，对脉冲电源的功率要求会降低很多。

除上述分时分区电解加工方法外，本发明还提供了一种分时分区电解加工装置。

该分时分区电解加工装置包括：

至少两个阴极，用于一一对应的加工阳极板6的至少两个加工区域，阳极板6的加工区域的划分应当按照阳极板6的不同形状和精度要求进行划分；

脉冲电源，用于向阴极提供脉冲电流，具体的，脉冲电源可向单独的阴极提供与该阴极对应的脉冲电流；

控制器10，用于分时控制单个阴极的通断电，具体的，控制器10可以依次控制各阴极的通断电，进行对各加工区域的加工过程。

具体的，加工区域包括第一加工区域和第二加工区域，阴极至少可以分为用于加工第一加工区域的第一阴极3和用于加工第二加工区域的第二阴极4，脉冲电流可以包括用于输送给第一阴极3的第一脉冲电流，和用于输送给第二阴极4的第二脉冲电流。

在上述各实施方式的基础上，各阴极并联，并且各阴极与脉冲电源之间均设有高频开关；控制器10与各高频开关连接，并用于控制各高频开关的开闭以控制各阴极的通断电。具体的，脉动电源分别与第一阴极3和第二阴极4之间设置有第一高频开关7和第二高频开关8，控制器10分时控制第一高频开关7和第二高频开关8，进而实现分别连通第一阴极3和第二阴极4，从而分别实现对第一加工区域和第二加工区域的加工。

当然，加工区域也可以分割为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域，对应的，阴极分割为第一阴极3、第二阴极4和第三阴极5，当然，高频开关则包括第一高频开关7、第二高频开关8和第三高频开关9。

在上述各实施方式的基础上，各阴极的非加工面上还涂覆有绝缘层，防止各阴极的非加工面对阳极板6的加工产生影响。

在上述各实施方式的基础上，还包括用于安装并固定各阴极的绝缘夹具1。

在上述各实施方式的基础上，绝缘夹具1与各阴极之间通过锁紧螺钉2 连接，当然，采用锁紧螺钉2便于拆装，也可以采用其他部件实现绝缘夹具1与各阴极的固定，例如锁紧销等。

具体的，第一阴极3、第二阴极4和第三阴极5的非加工面上都涂覆有绝缘层，然后将其准确安装在绝缘夹具1上，在绝缘夹具1的正对下方的相应位置安置好阳极板6，然后，利用导线通过锁紧螺钉2分别与各自对应的阴极连接，然后再连接与各阴极对应的高频开关，各高频开关再连接在控制器10上，最终并联到电源负极。

如图5所示，利用控制器10来控制各高频开关的断开与闭合，通过不同电路的高频通断，实现分时向不同的独立式阴极供给不同参数的脉冲电流，图5中，一个完整的供电周期为T，T1、T2、T3为一个周期内分别向第一阴极3、第二阴极4和第三阴极5所供给的脉冲电流。

该分时分区电解加工装置，将大尺寸阴极分割为多个独立且相互绝缘的独立式小阴极，通过制造相应的独立阴极，在电解加工时，采用多输出脉冲电解加工电源分时向独立式小阴极供给不同参数的脉冲电流，使得在一段时间内加工的实际反应面积很小，因此相对于常规的脉冲电解加工方法，本发明对脉冲电源的功率要求会降低，所以脉冲电源能实现更高的电流频率，保证加工精度。

以上对本发明所提供的分时分区电解加工方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分时分区电解加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据阳极板的加工型面特征和精度要求的不同将所述阳极板至少划分为第一加工区域和第二加工区域；将加工型面复杂、精度要求高的区域作为第一加工区域，将加工型面简单、精度要求低的区域作为第二加工区域；

步骤S2：根据加工区域的不同切割阴极，将大尺寸的所述阴极至少分割为用于加工所述第一加工区域的第一阴极和用于加工所述第二加工区域的第二阴极；

步骤S3：分时控制所述第一阴极和所述第二阴极进行电解加工，并向所述第一阴极供给第一脉冲电流，向所述第二阴极供给第二脉冲电流。

2.根据权利要求1所述的分时分区电解加工方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

采用多输出脉冲电解加工电源分时控制所述第一阴极和所述第二阴极进行电解加工。

3.根据权利要求2所述的分时分区电解加工方法，其特征在于，所述第一阴极和所述第二阴极并联，并且所述第一阴极和所述第二阴极与所述电源之间分别连接有第一高频开关和第二高频开关，控制器通过控制所述第一高频开关或所述第二高频开关的开闭控制所述第一阴极和所述第二阴极的通断。

4.根据权利要求1所述的分时分区电解加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，将所述阴极切割完成后，还包括步骤：

在切割后的所述阴极的非加工面上涂覆绝缘层。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的分时分区电解加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述阳极板划分为第一加工区域、第二加工区域和第三加工区域；所述步骤S2中，所述阴极切割为第一阴极、第二阴极和第三阴极；所述步骤S3中，依次向所述第一阴极供给第一脉冲电流，向所述第二阴极供给第二脉冲电流，向所述第三阴极供给第三脉冲电流，并将所述第一脉冲电流、所述第二脉冲电流和所述第三脉冲电流作为一个周期重复供给对应的第一阴极、第二阴极或第三阴极。

6.一种分时分区电解加工装置，其特征在于，包括：

由大尺寸的阴极分割而成的至少第一阴极和第二阴极，所述第一阴极和所述第二阴极用于一一对应的加工阳极板的至少两个加工区域，所述加工区域包括第一加工区域和第二加工区域，将加工型面复杂、精度要求高的区域作为第一加工区域，将加工型面简单、精度要求低的区域作为第二加工区域；

脉冲电源，用于分别向所述第一阴极和所述第二阴极提供脉冲电流；

控制器，用于分时控制所述第一阴极和所述第二阴极的通断电。

7.根据权利要求6所述的分时分区电解加工装置，其特征在于，所述第一阴极和所述第二阴极并联，并且所述第一阴极和所述第二阴极与所述脉冲电源之间均设有高频开关；所述控制器与各所述高频开关连接，并用于控制各所述高频开关的开闭以控制所述第一阴极和所述第二阴极的通断电。

8.根据权利要求6所述的分时分区电解加工装置，其特征在于，所述第一阴极和所述第二阴极的非加工面上还涂覆有绝缘层。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的分时分区电解加工装置，其特征在于，还包括用于安装并固定所述第一阴极和所述第二阴极的绝缘夹具。

10.根据权利要求9所述的分时分区电解加工装置，其特征在于，所述绝缘夹具与所述第一阴极和所述第二阴极之间通过锁紧螺钉连接。