CN108746900A - 一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极。本发明解决了钛合金身管加工难的问题，本发明采用的方案包括阴极体，阴极体上设置有工作齿，工作齿设置于前引导和后引导之间，工作齿的前端与前引导等径设置，由前至后直径逐增，所述阴极体内部轴向的前部为空心结构，中后部有实心段，实心段外壁对应设置有固定的工作齿，供液孔设置于阴极体上、工作齿的前端，供液孔沿阴极体径向为带角度排布，所述的工作齿的外轮廓形状为锥形，两侧分别设置齿侧倾角为α的三面进给工作齿，后引导设置于阴极体上工作齿后部的台阶上，后引导周向均布有长凸条，长凸条的前端与工作齿的后端形状相同且与其对齐安装，其外轮廓与加工后工件的槽型一致。

Description

一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极

技术领域

本发明属于电解加工技术领域，具体涉及一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极。

背景技术

无后坐力炮因其体积小、操作简单、射速快、精度高、隐蔽性好等优点在反恐、反坦克作战、特种行动中发挥了重要作用。由于传统的无后坐力炮炮管重，严重影响士兵作战的机动性和快速敏捷性。然而，钛合金以其强度高、重量轻等优越性在国防装备、航空航天等领域应用越来越广泛。为进一步减轻无后坐力炮的重量，充分发挥单兵武器灵活、快捷的优势，采用钛合金制造无后坐力炮的身管。钛合金炮管膛线采用传统机械拉削存在加工效率低，表面质量差，刀具磨损严重，“粘刀”等现象。

电解加工已成为我国中小口径炮管膛线加工的定型工艺，但由于钛合金活性强，其表面溶解是一个不断钝化和活化的过程，加工区易出现点蚀和短路，国内外加工效果均不甚理想，炮管膛线成型精度差，严重制约了新型钛合金炮管膛线的应用。专利号为201310559158.8中提供了一种大口径深混合膛线复式阴极，采用该阴极结构：1、因为组装好的阴极本身很重，而且工件在加工后以成为设计的膛线，与阴极齿之间间隙很小，在阴极退出过程中难免与工件发生碰撞，损伤已加工表面；2、阴极工作齿侧壁无倾角，易产生膛线侧壁过切，槽型不容易保证。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决现有技术中存在的钛合金身管加工难的问题，提供一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极，包括阴极体、前引导、密封圈、后引导、端盖，阴极体上设置有工作齿，工作齿设置于前引导和后引导之间，工作齿的前端与前引导等径设置，由前至后直径逐增，其特征在于：所述阴极体内部轴向的前部为空心结构，中后部有实心段，实心段外壁对应设置有固定的工作齿，所述供液孔设置于阴极体上、工作齿的前端，所述的供液孔沿阴极体径向为带角度排布，角度范围为30~45°；

所述的工作齿的外轮廓形状为锥形，两侧分别设置齿侧倾角为α的三面进给工作齿，α的取值范围是10~15°，

所述的后引导为环形，设置于阴极体上工作齿后部的台阶上，通过端盖的环状端压设固定，后引导周向均布有长凸条，长凸条的前端与工作齿的后端形状相同且与其对齐安装，其外轮廓与加工后工件的槽型一致。

所述工作齿的前端设置有倒锥台阶，前引导后部的外壁延长为定位环，定位环端部截面为楔形，嵌设于工作齿小端的倒锥台阶内，与工作齿小端的倒锥面相配合，前引导上设置有与供液孔相连通的孔。

所述端盖的端面中部设置有螺盖。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明采用斜度为β（30~45°）的供液孔，使进入加工间隙的电解液形成旋转流场，旋转流场在加工中具有更好的稳定性，能够减少加工区点蚀和短路现象的发生；

2、本发明增加工作齿齿侧倾角α10~15°），对工件成型起修正作用，还能使间隙中的流场的分布得到进一步改善，可有效预防加工区点蚀和短路现象的发生；工作齿前端的倒锥还能方便阴极体与前引导的安装；

3、本发明后引导上设置的长凸条，在加工中为电解液导流的同时，还可以在完成加工后阴极退出工件孔的过程中起到支撑作用，防止阴极与工件的磕碰损伤，保护已加工表面。

4、本发明阴极体为带工作齿的整体式结构，后端工作齿段为实心结构。整体式阴极具有更好的加工精度的同时，具有导电性好的优点，还避免了后端盖承受的电解液冲击力。

附图说明

图1为本发明钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极结构示意图；

图2为图1的A-A断面图；

图3为图2中B处的局部放大图；

图4为阴极体的结构示意图；

图5为图4的C-C断面图；

图6为后引导的结构示意图；

图7为图6的左视图。

其中，、阴极体，2、前引导，3、密封圈，4、后引导，5、端盖，6、螺盖，7、供液孔，8、工作齿，9、长凸条。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极，包括阴极体1、前引导2、密封圈3、后引导4、端盖5，阴极体1上设置有工作齿8，工作齿8设置于前引导2和后引导4之间，工作齿8的前端与前引导2等径设置，由前至后直径逐增。所述阴极体1内部轴向的前部为空心结构，中后部有实心段，实心段外壁对应设置有固定的工作齿8，所述供液孔7设置于阴极体1上、工作齿8的前端，所述的供液孔7沿阴极体1径向为带角度排布，角度范围为30~45°；

所述的工作齿8的外轮廓形状为锥形，两侧分别设置齿侧倾角为α的三面进给工作齿，α的取值范围是10~15°，

所述的后引导4为环形，设置于阴极体1上工作齿后部的台阶上，通过端盖的环状端压设固定，后引导4周向均布有长凸条9，长凸条9的前端与工作齿8的后端形状相同且与其对齐安装，其外轮廓与加工后工件的槽型一致。

所述工作齿8的前端设置有倒锥台阶，前引导2后部的外壁延长为定位环，定位环端部截面为楔形，嵌设于工作齿小端的倒锥台阶内，与工作齿8小端的倒锥面相配合，前引导2上设置有与供液孔7相连通的孔。

所述阴极体1内部轴向的前部为空心结构，中后部有实心段，后部可以设置为空心结构，所述端盖5的端面中部设置有螺盖6。

下面更进一步对本发明的细节进行详述：

本发明的阴极工作齿两侧都有倾角，参见图3.工作齿两侧分别设置齿侧倾角为α的三面进给工作齿，α的取值范围是10~15°的倾角，对工件成型起修正作用，还能使间隙中的流场的分布得到进一步改善，可有效预防加工区点蚀和短路现象的发生。

上述阴极体1上设置有与每个工作齿8对应的供液孔7，供液孔7沿阴极体1径向为带角度β（30~45°）的排布，可使电解液进入加工间隙形成旋转流场，该旋转流场较已有的阴极具有更好的稳定性，

上述前引导2为绝缘材料制成，后部的外壁延长为定位环，定位环端部截面为楔形，与工作齿小端的倒锥台阶相配合，套在阴极体1前端，阴极体1伸出前引导2的部分上设置有外螺纹，用以和拉杆连接。密封圈3套设于前引导2上，前引导2上设置有与阴极体1上的供液孔7相连通的孔。一般的，先在阴极体1上安装前引导2，再加工供液孔7，即可保证两孔的同轴度。

上述后引导4为环形（参见图5和图6），周向分布有长凸条9，长凸条9截面和工作齿8最大端面齿形相同，长凸条9的外轮廓与加工后工件的槽型一致，套在阴极体1的尾部，安装时长凸条9和工作齿8对齐。

上述后端盖5为非金属材质，与阴极体1后端通过螺纹连接，主要起紧固后引导4的作用。螺盖6采用螺纹配合柠入后端盖5中孔，用于防止电解液腐蚀到阴极体。因一体式端盖更换成本较大，后端用后端盖5和螺盖6相配合，降低成本，而且便于拆卸。

本发明在加工中，电解液从阴极体1前端的中心孔流入，经过供液孔7进入加工间隙，由于供液孔7为斜孔，可使电解液进入加工间隙时形成旋转流场，完成加工后经后引导导流排除加工区。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极，包括阴极体(1)、前引导(2)、密封圈(3)、后引导(4)、端盖(5)，阴极体(1)上设置有工作齿(8)，工作齿(8)设置于前引导(2)和后引导(4)之间，工作齿(8)的前端与前引导(2)等径设置，由前至后直径逐增，其特征在于：所述阴极体(1)内部轴向的前部为空心结构，中后部有实心段，实心段外壁对应设置有固定的工作齿(8)，所述供液孔(7)设置于阴极体(1)上、工作齿(8)的前端，所述的供液孔(7)沿阴极体(1)径向为带角度排布，角度范围为30～45°；

所述的工作齿(8)的外轮廓形状为锥形，两侧分别设置齿侧倾角为α的三面进给工作齿，α的取值范围是10～15°，

所述的后引导(4)为环形，设置于阴极体(1)上工作齿后部的台阶上，通过端盖的环状端压设固定，后引导(4)周向均布有长凸条(9)，长凸条(9)的前端与工作齿(8)的后端形状相同且与其对齐安装，其外轮廓与加工后工件的槽型一致。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极，其特征在于：所述工作齿(8)的前端设置有倒锥台阶，前引导(2)后部的外壁延长为定位环，定位环端部截面为楔形，嵌设于工作齿小端的倒锥台阶内，与工作齿(8)小端的倒锥面相配合，前引导(2)上设置有与供液孔(7)相连通的孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种钛合金身管膛线高效精密电解加工阴极，其特征在于：所述端盖(5)的端面中部设置有螺盖(6)。