CN107350582B - 液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极 - Google Patents

液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极 Download PDF

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Abstract

本发涉及液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极，包括中空的阴极体，阴极体前端设置有进液开口，阴极体内腔中设置转轴，转轴外壁和阴极体内腔之前形成环形的液体通道；转轴的外壁上嵌设有多个永磁磁块，转轴末段固定连接转动叶轮；阴极体末段侧壁上设置有多个与阴极体内腔连通的出液小孔；阴极体的前端外部套设有前引导套，前引导套上设置有多个排液斜孔；在出液小孔后部的阴极体外设置有后引导套。本发明利用电解液液体流动产生的推力带动旋转叶轮转动，旋转叶轮带动嵌有磁块的转轴沿其中轴自传，因此在工件与阴极之间的加工间隙产生旋转磁场，旋转磁场引入洛伦兹力可改善间隙流场，实现工件的小间隙精密加工，提高工件的加工精度。

Description

液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极
技术领域
本发明涉及电解加工装备技术领域，具体涉及一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极。
背景技术
飞机螺旋桨轴类和炮管前机匣等零件多由变截面多锥孔构成，该类零件不仅加工精度要求高，表面粗糙度要求高，加工难点是精确成型的同时保证两段变截面锥体交角出圆角半径R≤1mm。
目前，传统的机械加工方法，零件在钻孔后要用成型铰刀进行粗铰、精铰工序，由于待加工材料硬度高，变截面交角小，因此孔内圆弧面加工难度大，加工精度难以保证，且对技术人员要求较高，故无法满足实际生产需求。
发明内容
本申请提供一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极，用电解加工实现高精密度变截面孔零件的一次成型。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极，包括阴极体，所述阴极体中轴方向设置阴极体内腔，阴极体前端设置有与阴极体内腔连通的进液开口，阴极体内腔中设置转轴，转轴外壁和阴极体内腔之前形成环形的液体通道；所述转轴的外壁上嵌设有多个永磁磁块，转轴末段固定连接转动叶轮；阴极体末段侧壁上设置有多个与阴极体内腔连通的出液小孔；所述阴极体的前端外部套设有前引导套，前引导套上设置有多个排液斜孔；在出液小孔后部的阴极体外设置有后引导套。
所述阴极体的内壁和转轴的外壁均为多段变截面的锥体结构。
所述的前引导套外和后引导套外均套设有多个环形密封圈。
所述的阴极体内腔前段设置有前轴承，后引导套设置有后轴承，转轴通过前轴承和后轴承设置在阴极体内腔内。
所述的排液斜孔数目为6个，6个排液斜孔环状均布在前引导套上。
每两个相邻的永磁磁块磁极相异，多个永磁磁块环状均匀嵌设于转轴侧壁上。
所述的后引导套通过六角头螺栓固定并密封在阴极体末端。
所述的永磁磁块为钕铁硼永磁铁磁块。
所述的前引导套和后引导套均由外壁涂覆有环氧树脂绝缘层的铜钨合金制成。
本发明的有益效果为：
1.本发明利用电解液液体流动产生的推力带动旋转叶轮转动，旋转叶轮带动嵌有磁块的转轴沿其中轴自传，因此在工件与阴极之间的加工间隙产生旋转磁场，旋转磁场引入洛伦兹力可改善间隙流场，实现工件的小间隙精密加工，提高工件的加工精度。
2.本发明能够实现电解液在加工间隙从工作锥大端流向小端，使加工间隙流场呈收敛型，解决了流场不收敛、易发散的问题，同时实现了电解液流动与拉杆运动方向一致，顺拉杆运动方向流动减小了加工时机床受力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的整体结构示图；
图2为图1的A-A侧剖视图；
图3为图1的B-B侧剖视图；
图4为图1的C-C侧剖视图；
图5为图1中的D处放大示意图。
图6为本发明实施例提供的一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的工作状态示意图。
图中，1-阴极体，2-进液开口，3-转轴，4-永磁磁块，5-转动叶轮，6-出液小孔，7-前引导套，8-排液斜孔，9-后引导套，10-环形密封圈，11-前轴承，12-后轴承，13-六角头螺栓，14-工件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-5所示的一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极，包括阴极体1，所述阴极体1中轴方向设置阴极体内腔，阴极体1前端设置有与阴极体内腔连通的进液开口2，阴极体内腔中设置转轴3，转轴3外壁和阴极体内腔之前形成环形的液体通道；所述转轴3的外壁上嵌设有多个永磁磁块4，永磁磁块4为钕铁硼永磁铁磁块。转轴3末段外通过键槽固定连接转动叶轮5；阴极体1末段侧壁上设置有多个与阴极体内腔连通的出液小孔6；所述阴极体1的前端外部套设有前引导套7，前引导套7通过阴极体1上的轴肩定位并用螺帽进行夹紧，前引导套7上设置有多个排液斜孔8；在出液小孔6后部的阴极体1外设置有后引导套9，后引导套9通过六角头螺栓13固定并密封在阴极体1末端。前引导套7外和后引导套9外均套设有多个环形密封圈10。
所述阴极体1的内壁和转轴3的外壁均为多段变截面的锥体结构，阴极体1的外轮廓根据零件的变截面尺寸设计。
所述的阴极体内腔前段设置有前轴承11，后引导套9设置有后轴承12，转轴3通过前轴承11和后轴承12在阴极体内腔内定位。
所述的排液斜孔8数目为6个，6个排液斜孔8环状均布在前引导套7上。
每两个相邻的永磁磁块4磁极相异，多个永磁磁块4环状均匀嵌设于转轴3侧壁上。
图6是本发明装置的工作原理图，装置外套设的是待加工的工件14，其工作过程如下：
在本发明液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴中，电解液从阴极体1前端设的与阴极体内腔连通的进液开口2引入，流经转轴3外壁和阴极体内腔之前形成的环形液体通道，电解液冲刷叶轮5后，从多个出液小孔6喷出，进入工件14与阴极体1外壁之间形成的加工间隙中。前引导套7和后引导套9起到密封加工间隙的作用，当电解液流经工件14锥孔完成电解加工后，通过前引导套7上的排液斜孔8排出。图中箭头方向即为电解液的流动方向，需要说明的是，图中只画出了上半部分的电解液的流动方向，上、下部分的电解液流动路线应为对称的，为了绘图清楚，省略了下半部分的电解液的流动方向箭头。
一方面，所述转轴3后端的叶轮5在电解液液力的自驱动下带动转轴3旋转，进而使嵌在转轴3上的永磁磁块4旋转，实现加工间隙中存在旋转磁场，旋转磁场可增强切割流线的效果，改善间隙流场，实现小间隙的精密加工，提高加工精度。
另一方面，在加工间隙电解液从被加工工件14锥孔的大端流向小端，与拉杆运动方向一致，实现顺向换流，采用该结构设计的优点是：使加工间隙流场呈收敛型，解决了流场不收敛、发散的问题，同时电解液顺拉杆运动方向流动，减小了加工时机床的受力。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，该阴极装置包括：阴极体(1)，所述阴极体(1)中轴方向设置阴极体内腔，阴极体(1)前端设置有与阴极体内腔连通的进液开口(2)，阴极体内腔中设置转轴(3)，转轴(3)外壁和阴极体内腔之前形成环形的液体通道；所述转轴(3)的外壁上嵌设有多个永磁磁块(4)，转轴(3)末段固定连接转动叶轮(5)；阴极体(1)末段侧壁上设置有多个与阴极体内腔连通的出液小孔(6)；所述阴极体(1)的前端外部套设有前引导套(7)，前引导套(7)上设置有多个排液斜孔(8)；在出液小孔(6)后部的阴极体(1)外设置有后引导套(9)；
使用时：将电解液从阴极体(1)前端设的与阴极体内腔连通的进液开口(2)引入，流经转轴(3)外壁和阴极体内腔之前形成的环形液体通道，电解液冲刷叶轮(5)后，从多个出液小孔(6)喷出，进入工件(14)与阴极体(1)外壁之间形成的加工间隙中；前引导套(7)和后引导套(9)起到密封加工间隙的作用，当电解液流经工件(14)锥孔完成电解加工后，通过前引导套(7)上的排液斜孔(8)排出；
一方面，所述转轴(3)后端的叶轮(5)在电解液液力的自驱动下带动转轴(3)旋转，进而使嵌在转轴(3)上的永磁磁块(4)旋转，实现加工间隙中存在旋转磁场；
另一方面，在加工间隙电解液从被加工工件(14)锥孔的大端流向小端，与拉杆运动方向一致，实现顺向换流。
2.根据权利要求1所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述阴极体(1)的内壁和转轴(3)的外壁均为多段变截面的锥体结构。
3.根权利要求1或2所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极，其特征在于，所述的前引导套(7)外和后引导套(9)外均套设有多个环形密封圈(10)。
4.根据权利要求3所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述的阴极体内腔前段设置有前轴承(11)，后引导套(9)设置有后轴承(12)，转轴(3)通过前轴承(11)和后轴承(12)设置在阴极体内腔内。
5.根据权利要求4所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述的排液斜孔(8)数目为6个，6个排液斜孔(8)环状均布在前引导套(7)上。
6.根据权利要求5所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，每两个相邻的永磁磁块(4)磁极相异，多个永磁磁块(4)环状均匀嵌设于转轴(3)侧壁上。
7.根据权利要求6所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述的后引导套(9)通过六角头螺栓(13)固定并密封在阴极体(1)末端。
8.根据权利要求7所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述的永磁磁块(4)为钕铁硼永磁铁磁块。
9.根据权利要求8所述的液力自驱动旋转磁场复合电解加工阴极的使用方法，其特征在于，所述的前引导套(7)和后引导套(9)均由外壁涂覆有环氧树脂绝缘层的铜钨合金制成。
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