CN108941807A - 一种电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法。该机床的阴极接电源负极，工件接电源正极，电解加工过程中，电解液池中的电解液从阴极流出，进给装置驱动主轴沿z方向运动，工作台包括可相对于机床床身沿y方向移动的y方向位移台和可相对于机床床身沿x方向移动的x方向位移台，工作台上还设置有电化学反应溶液容器，电化学反应溶液容器中盛有电化学反应溶液和与电源负极相连的固定块。利用本发明的装置及方法制作阴极，具有成型精度高、同轴度较好、直线度好、加工效率高、成本低等优点。能够在一台机床上实现电解制作锥形阴极和电解加工锥形小孔两种加工，避免了二次装夹带来的重复安装误差。

Description

一种电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法
技术领域
本发明涉及一种自带在线电解制作阴极的电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法，属于电解加工技术领域。
背景技术
随着科学技术和工业生产的发展，微小孔的应用日趋广泛，出现了越来越多带有微小孔的零件。据统计，孔加工约占机械加工总量的1/3，占机械加工时间的1/4。由于加工材料多为不锈钢、高温合金、钛合金等难加工材料，因此微小孔的加工变得尤为困难。传统工艺中，机械加工主要采用钻孔的方法，但是刀具损耗严重且有切削应力，加工成本高，无法胜任其加工。电火花加工锥形小孔时间较长且电极损耗严重，加工出的微小孔质量难以保障且深度受到限制。电解加工具有阴极无损耗、无残余应力、加工效率高且加工成本低等优点。
电解加工大锥度锥形小孔多采用成形阴极加工方法，采用管电极电解加工，高速电解液从中空锥形阴极流出，在通电状态下，阴极与阳极工件之间发生电化学溶解，加工出所需要的锥形孔。然而锥形阴极的制作较为困难，较大的锥形阴极可采用车削和磨削的方法，但对于1mm以下的锥形阴极会出现折弯的状况，且表面残留磨痕。影响着锥形孔的加工精度。目前，电解加工孔与电解制作阴极需要放到两台不同的机床进行，二次装夹阴极带来安装误差，且耗时长。传统的加工方法又不适用于阴极的制作。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法，能够在一台机床上实现电解制作锥形阴极和电解加工锥形小孔两种加工，采用旋转和轴向位移可以实现在线电解制作锥形阴极，并可以立即投入电解加工锥形孔的加工，避免二次装夹进行电解加工。工作台通过x方向和y方向的位移平动达到所需要的位置。
为了到达上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种电解加工锥形小孔机床，包括机床床身、电源、阴极、工件、电解液池、进给装置，所述阴极接电源负极，所述工件接电源正极，所述机床床身上设置有工作台，所述工件设置于工作台上，电解加工过程中，所述电解液池中的电解液从阴极流出，所述进给装置驱动主轴沿z方向运动，其特征在于：所述工作台包括可相对于机床床身沿y方向移动的y方向位移台和可相对于机床床身沿x方向移动的x方向位移台，所述工作台上还设置有电化学反应溶液容器，所述电化学反应溶液容器中盛有电化学反应溶液和与电源负极相连的固定块。
进一步地，所述机床包括两种工作状态，即电解加工小孔和电解制作阴极。
进一步地，在电解加工小孔时，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极与工件的位置相对，所述y方向位移台和x方向位移台设置有容纳槽，电解液从阴极流出，阴极与阳极工件保持设定间隙加工，产生的电解产物流入容纳槽中，由工作泵抽取至过滤装置，过滤后重新流入电解液池。
进一步地，在电解制作阴极时，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极伸入到电化学反应溶液容器中，阴极主轴旋转，同时，x方向位移台带动阴极向固定块靠近，实现电解在线制作锥形阴极。
进一步地，所述电化学反应溶液为硝酸钠溶液。
进一步地，所述固定块为带有倾斜角α的斜块，所述阴极为管电极，在距离管电极端部设定距离处设置有绝缘涂层，管电极与斜块共同浸入电化学反应溶液中。
本发明还提供一种电解加工锥形小孔机床的电解加工方法，包括两种工作状态，即电解加工小孔和电解制作阴极；其中：
电解加工小孔，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极与工件的位置相对，所述y方向位移台和x方向位移台设置有容纳槽，电解液从阴极流出，阴极与阳极工件保持设定间隙加工，产生的电解产物流入容纳槽中，由工作泵抽取至过滤装置，过滤后重新流入电解液池；
电解制作阴极，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极伸入到电化学反应溶液容器中，阴极主轴旋转，同时，x方向位移台带动阴极向固定块靠近(保持0.1mm的加工间隙)，实现电解在线制作锥形阴极。
进一步地，电解制作阴极时，阴极为α＝20°的不锈钢斜块，阳极为0.8mm毛细管，在距离毛细管端部1mm处用绝缘涂层绝缘，与斜块一起浸入溶液中，不锈钢管电极在硝酸钠溶液中发生电化学反应；电压选取4V，电解液为10％硝酸钠溶液，加工时间110秒，电源为脉冲电源。
本发明的有益效果如下：
利用本发明的装置及方法制作阴极，具有成型精度高、同轴度较好、直线度好、加工效率高、成本低等优点。能够在一台机床上实现在线电解制作锥形阴极和电解加工锥形小孔两种加工，避免了二次装夹带来的重复安装误差。
附图说明
图1是电解加工锥形小孔装置图；
图2是电解制作阴极装置图；
图3是制作锥形阴极原理图。
图中：1-工作泵；2-过滤装置；3-溢流节流阀；4-计量表；5-电源；6-支架；7-进给装置；8-支撑台；9-主轴；10-阴极夹套；11-阴极；12-工件；13-y方向位移台；14-x方向位移台；15-机床床身；16-不锈钢管电极；17-硝酸钠溶液；18-斜块19-槽；20-电解液池；21-容纳槽；22-管电极；23-绝缘层；24-加工后的阴极；25-被去除部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
针对现有技术中锥形阴极的制作困难，1mm以下的锥形阴极会出现折弯的状况，且表面残留磨痕，影响着锥形孔的加工精度；电解加工孔与电解制作阴极需要放到两台不同的机床进行，二次装夹阴极带来安装误差，且耗时长的问题，本发明提供一种电解加工锥形小孔机床及其电解加工方法，能够在一台机床上实现电解制作锥形阴极和电解加工锥形小孔两种加工，采用旋转和轴向位移可以实现在电解制作锥形阴极，并可以立即投入电解加工锥形孔的加工，避免二次装夹进行电解加工。工作台通过x方向和y方向的位移平动达到所需要的位置。
本发明的电解加工锥形小孔机床结构如图1所示，包括机床床身15、电源5、阴极11、工件12、电解液池20、进给装置7。阴极11接电源5的负极，工件12接电源5的正极。机床床身15上设置有工作台，工件12设置于工作台上。电解加工过程中，电解液池20中的电解液从阴极11流出，进给装置7驱动主轴12沿z方向运动。工作台包括可相对于机床床身沿y方向移动的y方向位移台13和可相对于机床床身沿x方向移动的x方向位移台14。工作台上还设置有电化学反应溶液容器，电化学反应溶液容器中盛有电化学反应溶液和与电源负极相连的固定块。其中，电化学反应溶液优选为硝酸钠溶液。电解液接入夹持装置进入中空阴极从端面流出，阴极11接电源负极，阳极工件12接电源正极，阴极通过垂直进给台7进给与阳极保持一定的间隙(0.1mm)加工，产生电解产物流入槽中，由工作泵1抽取至过滤装置2，过滤后流入新的电解液池。循环利用电解液，减少污染。
本发明的机床包括两种工作状态，即电解加工小孔和电解制作阴极；其中：
在电解加工小孔时，通过调整y方向位移台13和x方向位移台14，使阴极11与工件12的位置相对。y方向位移台13和x方向位移台14设置有容纳槽21，电解液从阴极11流出，阴极11与阳极工件12保持设定间隙加工，产生的电解产物流入容纳槽21中，由工作泵1抽取至过滤装置2，过滤后重新流入电解液池20。
在电解制作阴极时，如图2所示，通过调整y方向位移台13和x方向位移台14，使阴极11伸入到电化学反应溶液容器中，阴极11主轴旋转，同时，x方向位移台14带动阴极11向固定块靠近(保持0.1mm的加工间隙)，实现电解在线制作锥形阴极。在透明玻璃容腔内充满硝酸钠溶液17，不锈钢管电极16与电源正极相连，斜块18与电源负极相连，主轴旋转，x方向位移台带动阴极向斜块靠近，实现电解在线制作锥形阴极。
优选地，如图3所示，上述固定块可以是带有倾斜角α的斜块18，阴极11为管电极22，在距离管电极22端部设定距离处设置有绝缘层23，管电极22与斜块18共同浸入电化学反应溶液中。在锥形阴极制作过程中，试验采用电化学反应原理进行，试验装置及原理如图3所示，其中阴极为α＝20°的不锈钢斜块，阳极为0.8mm毛细管，在距离毛细管端部1mm处用绝缘涂层绝缘，减少杂散腐蚀，并将其装夹在自行搭建的装置上，与斜块一起浸入溶液中。在阳极和阴极之间连接电源通电后，阴极不锈钢上有气泡(H2)冒出，电化学反应开始进行。不锈钢管电极在硝酸钠溶液中发生电化学反应，被氧化成Fe2+离子进入溶液，从而管电极被逐渐溶解反拷加工，直到达到符合所要求的加工形状和尺寸为止。电压选取4V，电解液为10％硝酸钠溶液，加工时间110秒，电源为脉冲电源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电解加工锥形小孔机床，包括机床床身、电源、阴极、工件、电解液池、进给装置，所述阴极接电源负极，所述工件接电源正极，所述机床床身上设置有工作台，所述工件设置于工作台上，电解加工过程中，所述电解液池中的电解液从阴极流出，所述进给装置驱动主轴沿z方向运动，其特征在于：所述工作台包括可相对于机床床身沿y方向移动的y方向位移台和可相对于机床床身沿x方向移动的x方向位移台，所述工作台上还设置有电化学反应溶液容器，所述电化学反应溶液容器中盛有电化学反应溶液和与电源负极相连的固定块。
2.根据权利要求1所述的电解加工锥形小孔机床，其特征在于：所述机床包括两种工作状态，即电解加工小孔和电解制作阴极。
3.根据权利要求2所述的电解加工锥形小孔机床，其特征在于：在电解加工小孔时，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极与工件的位置相对，所述y方向位移台和x方向位移台设置有容纳槽，电解液从阴极流出，阴极与阳极工件保持设定间隙加工，产生的电解产物流入容纳槽中，由工作泵抽取至过滤装置，过滤后重新流入电解液池。
4.根据权利要求2所述的电解加工锥形小孔机床，其特征在于：在电解制作阴极时，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极伸入到电化学反应溶液容器中，阴极主轴旋转，同时，x方向位移台带动阴极向固定块靠近，实现电解在线制作锥形阴极。
5.根据权利要求1或4所述的电解加工锥形小孔机床，其特征在于：所述电化学反应溶液为硝酸钠溶液。
6.根据权利要求4所述的电解加工锥形小孔机床，其特征在于：所述固定块为带有倾斜角α的斜块，所述阴极为管电极，在距离管电极端部设定距离处设置有绝缘涂层，管电极与斜块共同浸入电化学反应溶液中。
7.一种电解加工锥形小孔机床的电解加工方法，其特征在于：包括两种工作状态，即电解加工小孔和电解制作阴极；其中：
电解加工小孔，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极与工件的位置相对，所述y方向位移台和x方向位移台设置有容纳槽，电解液从阴极流出，阴极与阳极工件保持设定间隙加工，产生的电解产物流入容纳槽中，由工作泵抽取至过滤装置，过滤后重新流入电解液池；
电解制作阴极，通过调整y方向位移台和x方向位移台，使阴极伸入到电化学反应溶液容器中，阴极主轴旋转，同时，x方向位移台带动阴极向固定块靠近，实现电解在线制作锥形阴极。
8.根据权利要求7所述的电解加工锥形小孔机床的电解加工方法，其特征在于：电解制作阴极时，阴极为α＝20°的不锈钢斜块，阳极为0.8mm毛细管，在距离毛细管端部1mm处用绝缘涂层绝缘，与斜块一起浸入溶液中，不锈钢管电极在硝酸钠溶液中发生电化学反应；电压选取4V，电解液为10％硝酸钠溶液，加工时间110秒，电源为脉冲电源。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109877404A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 清华大学天津高端装备研究院 微流控芯片注塑模具v形槽的制备方法及其应用和微流控芯片的制备方法
CN109972195A (zh) * 2019-02-27 2019-07-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置
CN113102851A (zh) * 2021-04-22 2021-07-13 哈尔滨工业大学 一种阀体多维度斜孔加工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020126923A1 (en) * 1999-12-15 2002-09-12 Motonori Usui Method for manufacturing fluid bearing and fluid bearing manufactured by the method
CN102019474A (zh) * 2010-09-16 2011-04-20 南京航空航天大学 线电极电化学磨削微细工具在线制备系统及方法
JP2012051108A (ja) * 2011-11-12 2012-03-15 Kenzo Horie 細穴放電加工装置及び細穴放電加工方法
CN103962662A (zh) * 2014-05-15 2014-08-06 章华 一种阀门标志的形成方法
CN104227156B (zh) * 2014-09-03 2016-09-14 哈尔滨工业大学 一种基于微弧氧化的侧壁绝缘微细工具电极的在线制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020126923A1 (en) * 1999-12-15 2002-09-12 Motonori Usui Method for manufacturing fluid bearing and fluid bearing manufactured by the method
CN102019474A (zh) * 2010-09-16 2011-04-20 南京航空航天大学 线电极电化学磨削微细工具在线制备系统及方法
JP2012051108A (ja) * 2011-11-12 2012-03-15 Kenzo Horie 細穴放電加工装置及び細穴放電加工方法
CN103962662A (zh) * 2014-05-15 2014-08-06 章华 一种阀门标志的形成方法
CN104227156B (zh) * 2014-09-03 2016-09-14 哈尔滨工业大学 一种基于微弧氧化的侧壁绝缘微细工具电极的在线制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付平等: "《工程训练基础》", 31 December 2016, 西安电子科技大学出版社 *
张德欣: "《飞行器制造技术》", 31 March 2006, 哈尔滨工程大学出版社 *
杨培霞等: "《现代电化学表面处理专论》", 31 October 2016, 哈尔滨工业大学出版社 *
王季琨等: "《机械制造工艺学》", 31 January 2004, 天津大学出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109972195A (zh) * 2019-02-27 2019-07-05 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置
CN109972195B (zh) * 2019-02-27 2021-03-23 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 微尺寸壳层型零件金属模芯脱模用电解腐蚀装置
CN109877404A (zh) * 2019-03-12 2019-06-14 清华大学天津高端装备研究院 微流控芯片注塑模具v形槽的制备方法及其应用和微流控芯片的制备方法
CN113102851A (zh) * 2021-04-22 2021-07-13 哈尔滨工业大学 一种阀体多维度斜孔加工方法
CN113102851B (zh) * 2021-04-22 2022-03-25 哈尔滨工业大学 一种阀体多维度斜孔加工方法

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