CN108284257A - 大长径比的方孔精密电解加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大长径比方孔的精密电解加工装置，包括阴极和加工工装，所述加工工装包括夹具、夹具密封套和拉杆组件，拉杆组件中包括实心拉杆，所述阴极由后引导、阴极体、前引导依次连接组成，后引导的截面为方形，前引导的截面为圆形，后引导的边长大于前引导的直径，后引导和前引导的表面上沿轴向均布有导流凸条，阴极体形状为椎体，其小头截面为圆形，大头截面为方形，过渡的四个角部均车成弧面；本发明可完成大长径比方孔的加工，解决了加工余量差异大的问题。

Description

大长径比的方孔精密电解加工装置

技术领域

本发明属于电解加工方法和设备技术领域，具体涉及一种大长径比的方孔精密电解加工装置。

背景技术

由于产品功能的延伸，出现了大长径比（长径比≥150）的身管方孔。该类零件往往尺寸公差或形位公差要求严，或表面质量要求高，除常用材料外还涉及铜、铝、硬质合金等。采用机械加工方法，受刀具限制，长径比越大，加工难度越大，很难满足实际加工需求。

采用电解加工必然面临以下问题：从预制圆孔直接电解成形大深径比方孔，加工区不同方位的起始间隙和流场条件差异太大，极易短路或根本加工不下去；对于口径小的零件，若仍按照通常从空心拉杆中心向阴极提供电解液，由阴极出液孔进入加工区的方法，要保证方孔四个平面平直，就必须留够加工余量，阴极和拉杆的截面尺寸就必然随方孔口径的减小而减小，从强度和导电面积考虑，由于拉杆发热是不可能完成加工的；而且随着加工的进行，裸露在外的拉杆逐渐变长，由于没有电解液冷却，发热越来越严重，会导致拉杆外部绝缘层烧焦脱落，拉杆伸长变形成面条状，使加工无法继续进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种大长径比方孔的精密电解加工装置，解决现有技术中存在的难以加工的问题。

为了达到本发明的目的，本发明提供的技术解决方案是：

大长径比方孔的精密电解加工装置，包括阴极和加工工装，所述加工工装包括夹具、夹具密封套和拉杆组件，所述拉杆组件中包括实心拉杆，所述阴极由后引导、阴极体、前引导依次连接组成，后引导的截面为方形，前引导的截面为圆形，后引导的边长大于前引导的直径，后引导和前引导的表面上沿轴向均布有导流凸条，阴极体形状为椎体，其小头截面为圆形，大头截面为方形，过渡的四个角部均车成弧面；

所述夹具密封套的两个端部内侧均设置有环状定位台阶，中部内侧设置有环状凸起，环状凸起两侧的夹具密封套上分别设置有进液孔和进水孔，进水孔端部的环状定位台阶上固设有伸缩套，实心拉杆穿设于环状凸起与伸缩套内，环状凸起与进水孔之间设置有密封组件。

进一步的所述密封组件由骨架式带弹簧的密封圈和压圈组成。

本发明的有益效果如下：

1、可完成大长径比方孔的加工：本发明中阴极的截面尺寸由小到大、由圆变方，在加工初始，修正阴极进入预制孔后初始间隙不致差异太大，解决了加工余量差异大的问题；

2、本发明的另一个发明点是增加了水冷结构，采用密封组件将加工工装分为了两个密封腔体，一个腔体内流动电解液，另一个腔体内流动水。密封组件采用骨架式带弹簧的橡胶圈，一面固定，另一面压紧，靠压圈调节松紧，使橡胶圈与实心拉杆之间既能保持滑动又能在较高压力下不漏液；所设计的另一个流动水的腔体解决了拉杆离开工件后裸露部位的冷却问题；伸缩套在刚开始加工时全部收缩，并随着加工时拉杆的外移而伸长，在套中通入水为拉杆提供冷却，带走加工热量，使拉杆离开电解液后仍有足够的冷却水提供冷却，保证了加工整个过程的顺利进行。

3、实心拉杆代替空心拉杆，不仅因为本发明提供了冷却结构，不再需要空心的结构，更因为实心结构具有更好的强度；同时由于导电面积的增大，能够更好的满足导电要求，且实心拉杆制造更为方便。

附图说明

图1是本发明加工工装的结构示意图；

图2是本发明阴极的结构示意图；

图3是图2的A-A面剖视图；

图4是图2的B-B面剖视图；

图5是图2的C-C面剖视图；

图6是本发明方孔零件的主视图；

图7是图6的D-D面剖视图；

图中，1.夹具，2.阴极，3.工件，4.夹具密封套，5.进液孔，6.密封圈，7.压圈，8.进水孔，9.拉杆，10.伸缩套，11.出水孔，12.驱动箱，13.后引导，14.阴极体，15.前引导。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

参见图1-图2，大长径比方孔的电解加工工装，包括阴极和加工工装，所述加工工装包括夹具、夹具密封套和拉杆组件，所述拉杆组件中包括实心拉杆，所述阴极由后引导、阴极体、前引导依次连接组成，后引导的截面为方形，前引导的截面为圆形，后引导的边长大于前引导的直径，后引导和前引导的表面上沿轴向均布有导流凸条，阴极体形状为椎体，其小头截面为圆形，大头截面为方形，过渡的四个角部均车成弧面；

所述夹具密封套的两个端部内侧均设置有环状定位台阶，中部内侧设置有环状凸起，环状凸起两侧的夹具密封套上分别设置有进液孔和进水孔，进水孔端部的环状定位台阶上固设有伸缩套，实心拉杆穿设于环状凸起与伸缩套内，环状凸起与进水孔之间设置有密封组件。

所述密封组件由骨架式带弹簧的密封圈和压圈组成。

所述阴极2为修正的全锥阴极，具体修正方式为：将全锥阴极的前面四个角部车成四个圆锥形的弧面，使得满足加工流场均匀要求的圆弧锥面与正方形阴极体的交线是一条空间相贯的八个面的抛物线。参见图3～图5，黄铜材料制作的阴极体14的中心轴处延长有连接轴段，所说的轴连接段分别与后引导13和前引导15轴部的安装孔紧密配合，必要时还需要胶合，以确保三者的可靠连接。

所述密封圈6为骨架式带弹簧的橡胶圈，有一定的强度，在安装时，一面固定，另一面压紧，靠压圈7调节松紧。

所述伸缩套10为层状结构，每层之间均设有密封。伸缩套10的端部连接有驱动箱12，驱动箱12上设置有出水孔11。

所述拉杆9为实心黄铜棒，在加工中，从拉杆9外部供电解液，拉杆9在移动中高压区电解液的密封通过密封组件来实现。

本发明的装置的组装方法，包括以下步骤：

（1）制作阴极2；

（2）将密封圈6和压圈7安装在夹具密封套内，夹具密封套一端连接工件，有密封圈和压圈的一端安装伸缩套；夹具安装于工件的另一端；实心拉杆9穿设于环状凸起与伸缩套10内，端部与阴极2的连接段连接，连接方式为螺纹连接。

工件的预制孔是圆孔。加工时，驱动箱12带动实心拉杆9直线运动，阴极2在实心拉杆9的拉动下实现进给，前引导15先进入工件预制孔；加工完成后，方形的后引导13支撑阴极体14走出工件孔。

电解液从夹具密封套4上的进液孔5进入夹具密封套4和拉杆9之间的间隙，流经加工间隙后从夹具端流出。

冷却水从进水孔8流进伸缩套10，完成对夹具密封套4外部拉杆的冷却后从出水孔11流出；加工初始时伸缩式冷却套10全部收缩，随着加工的进行，拉杆9逐渐进入伸缩式冷却套10，伸缩式冷却套10随着拉杆的外移而伸长，冷却水从夹具密封套上的进水孔8进入伸缩套10，为离开电解液的拉杆提供冷却，从驱动箱12上的出水孔11排出。

参见图6和图7，所制得的工件内部形成方形孔，其深度可达到3000mm以上。

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。任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (2)

1.大长径比方孔的精密电解加工装置，包括阴极（2）和加工工装，所述加工工装包括夹具（1）、夹具密封套（4）和拉杆组件，其特征在于：所述拉杆组件中包括实心拉杆（9），所述阴极（2）由后引导（13）、阴极体（14）、前引导（15）依次连接组成，后引导（13）的截面为方形，前引导（15）的截面为圆形，后引导（13）的边长大于前引导（15）的直径，后引导（13）和前引导（15）的表面上沿轴向均布有导流凸条，阴极体（14）形状为椎体，其小头截面为圆形，大头截面为方形，过渡的四个角部均车成弧面；

所述夹具密封套（4）的两个端部内侧均设置有环状定位台阶，中部内侧设置有环状凸起，环状凸起两侧的夹具密封套（4）上分别设置有进液孔（5）和进水孔（8），进水孔（8）端部的环状定位台阶上固设有伸缩套（10），实心拉杆（9）穿设于环状凸起与伸缩套（10）内，环状凸起与进水孔（8）之间设置有密封组件。

2.根据权利要求1所述的大长径比的方孔精密电解加工装置，其特征在于：所述密封组件由骨架式带弹簧的密封圈（6）和压圈（7）组成。