CN108515249A - 大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极 - Google Patents

Abstract

本发明属于电解加工技术领域，具体涉及大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极。本发明要解决现有技术存在的流场不均匀，易发生短路烧伤，且花费高昂，难以实现稳定加工的问题。采用的技术方案是，包括阴极体，端面密封圈，前引导，圆周密封圈，堵头，后引导和端盖，制作带有若干个三面进给锥形工作齿的固定式整体阴极体，在阴极体上开两排交错排列的过液孔，大大提高了阴极体的强度；在每个阴极齿上开有4个增液孔，以增加了供液面积；采用铜质堵头具有对电解液更好的密封效果。本发明可实现对炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具等大口径复杂螺旋线深长孔类零件的电解加工技术工程化应用。

Description

大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极

技术领域

本发明属于电解加工技术领域，具体涉及大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极。

背景技术

大口径（口径≥150mm）复杂螺旋线深长孔（长度≥9000mm），该类零件广泛应用于炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具定子以及螺杆泵中。采用传统机械拉削加工方法，由于线槽深，材料硬度高，每拉一刀只能拉0.01mm深，几十条螺旋线需分组拉削，不仅加工效率低，表面质量差，拉削加工后的管类零件有毛刺且容易发生变形；同时，刀具磨损严重，拉刀易损耗，每组刀具仅能加工4～5根管件，国内刀具寿命低，进口刀具价格高，其加工成本极为昂贵。随着材料硬度的进一步提高，新产品的材料硬度达HRC48-50，螺旋线槽越来越深，使得传统的机械拉削加工无法进行。

自二十世纪五十年代以来，随着数控电解加工技术的不断发展。在中小口径深孔内螺旋线（如中小口径炮管膛线）的加工中，电解加工基本已取代传统的机械拉削。然而，对于大口径复杂螺旋线深长孔类零件，目前所采用的电解加工阴极包括阴极体，阴极体外表面上设置有若干个三面进给锥状的阴极齿，阴极体前部套设有前引导，阴极体后部套设有后引导，阴极体的后部设置有堵头，所述堵头为非金属材料制成，所述阴极体前段上设置有过液孔，目前的过液孔为单排设置。由于现有结构流场设计不合理，在实际生产中存在流场不均匀、短路烧伤等问题，使该类零件采用数控电解加工方法不但花费高昂，而且难以实现稳定的电解加工。

发明内容

本发明的目的是提供一种大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极结构，以解决现有技术存在的流场不均匀，易发生短路烧伤，且花费高昂，难以实现稳定加工的问题。

为克服现有技术存在的问题，本发明所采用的技术方案是：

大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极，包括阴极体，阴极体外表面上设置有若干个三面进给锥状的阴极齿，阴极齿与阴极体为固定式整体结构，阴极体前部套设有前引导，阴极体后部套设有后引导，阴极体的后部设置有堵头，所述阴极体前段上设置有过液内孔，前引导上对应设置有过液外孔，与阴极体上的过液内孔相连通，所述前引导和后引导的材质均为聚四氟乙烯，所述前引导的前部端面上设置有端面密封圈，前引导的外表面上设置有若干圆周密封圈；所述阴极体后段上的阴极齿上设置有若干个增液孔。

进一步的，所述过液内孔和连通的过液外孔沿阴极体轴向设置有两圈，两圈交错设置；所述增液孔沿阴极体轴向从其中部向后设置有三圈，第一圈每个阴极齿上排列1个，第二圈每个阴极齿上排列1个，第三圈每个阴极齿上并排设置2个。

进一步的，所述堵头为黄铜材料制成，与阴极体之间为螺纹连接结构；所述端盖为绝缘材料，通过螺纹连接安装在阴极体尾部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、阴极工作齿与阴极体的固定式整体结构，不但具有较高的加工精度，而且能够实现阴极的轻量化，能缩短阴极制造周期，节约成本；

2、过液孔（过液内孔和过液外孔）交错排列则大大提高了阴极体的强度，保证了阴极在工作中不会发生变形；开设的增液孔，增加了供液面积，使电解液能够更饱满的充满加工间隙，同时加快了加工间隙中电解液的流速，弥补了加工间隙流场不均匀的问题，能有效预防短路现象的发生；铜质堵头具有对电解液更好的密封效果，即使在加工中的高温条件下，仍能很好的密封电解液，外加端盖能够紧固后引导还可以保证阴极与不加工区域的绝缘。

3、本发明提供的阴极可实现炮管膛线、异形螺旋花键、石油钻采全金属螺杆钻具等大口径复杂螺旋线深长孔类零件的电解加工技术工程化应用。

附图说明

图1是本发明大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极的结构剖视图；

图2是图1的A-A处断面图；

图3是图2的B处放大图；

图4是阴极齿的齿面图；

图5是本发明所加工典型零件的剖面图；

图6是图5的B-B断面图。

图中，1. 阴极体，2. 端面密封圈，3. 前引导，4. 圆周密封圈，5. 过液内孔，6.阴极齿，7. 增液孔，8. 后引导，9. 堵头，10. 端盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极结构进行详细说明。

参见图1～图４，大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极，待复制权利要求书的内容。

其中：所述阴极体1为H62黄铜材料制成，空心结构，前轴端上有螺纹，加工中与拉杆连接。

本实施例中所述阴极体1后段周向分布有48个三面进给工作齿，与阴极体为固定式整体结构。所述阴极齿６外轮廓为条形、锥状，每个阴极齿６上开有4个增液孔７，其排布方式为沿其轴向呈1-1-2式三排排列。

所述前引导3和后引导8的材质为聚四氟乙烯，分别安装在阴极体1的前部和后端，并用环氧树脂粘合，形成固定的整体结构。所述前引导3上有两排过液外孔，装配后能与阴极体１上的过液内孔5连通。

所述端盖7由聚四氟乙烯材料制成，采用螺纹连接方式套在阴极体尾部，完全罩住堵头9和伸出后引导8的阴极体，并紧固后引导。

在加工中，电解液从阴极体前端流入阴极体1，从过液孔（过液外孔、过液内孔5）和增液孔流出进入加工间隙，实现稳定的电解加工，带走加工产生的热量和电解产物，经后引导导流，排出加工区。

参见图5和图6，可以看出本发明可加工典型样件的结构，零件为深孔管件，内壁嵌有多条线槽。从端面看，每条线槽截面为矩形，从轴面剖视图看，每条线槽都带有一定的螺旋角。

Claims (3)

1.大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极，包括阴极体（1），其特征在于：阴极体（1）外表面上设置有若干个三面进给锥状的阴极齿（6），阴极齿（6）与阴极体为固定式整体结构，阴极体（1）前部套设有前引导（3），阴极体（1）后部套设有后引导（8），阴极体（1）的后部设置有堵头（9），所述阴极体（1）前段上设置有过液内孔（5），前引导（3）上对应设置有过液外孔，与阴极体上的过液内孔（5）相连通，所述前引导（3）和后引导（8）的材质均为聚四氟乙烯，所述前引导（3）的前部端面上设置有端面密封圈（2），前引导（3）的外表面上设置有若干圆周密封圈（4）；所述阴极体（1）后段上的阴极齿（6）上设置有若干个增液孔（7）。

2.根据权利要求1所述的大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极，其特征在于：所述过液内孔（5）和连通的过液外孔沿阴极体轴向设置有两圈，两圈交错设置；所述增液孔（7）沿阴极体轴向从其中部向后设置有三圈，第一圈每个阴极齿（6）上排列1个，第二圈每个阴极齿（6）上排列1个，第三圈每个阴极齿（6）上并排设置2个。

3.根据权利要求1或2所述的大口径复杂螺旋线深长孔电解加工阴极，其特征在于：所述堵头（9）为黄铜材料制成，与阴极体（1）之间为螺纹连接结构；所述端盖（10）为绝缘材料，通过螺纹连接安装在阴极体尾部。