CN109332826B - 一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削新方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，阴极加工段以其进给方向前端的前壁面对工件进行加工，电解液从阴极加工段上方阴极体底部的喷液口出来，紧贴阴极加工面直接喷射进入加工区，即贴壁直喷，避免电解液转向造成的动能损失。这种供液方式极其简单，相比普通金属铣削能更灵活地进行铣削加工，而且高速、大流量电解液能以最低损耗进入加工区，使得电解加工速度成倍地增加。本发明还公开了一种实施该方法的电解铣削装置，包括阴极体，阴极体的下端设有阴极加工段；按照设定轨迹进给；阴极夹持体下端面的喷液口内侧面与阴极加工段的前壁面共面，喷液口喷出的电解液紧贴着阴极加工段的前壁面直接喷射进入加工区。

Description

一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削新方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种电解铣削方法及其装置，尤其是指一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法及其装置。

背景技术

电解铣削是以简单阴极，通过阴极运动轨迹的包络面形成工件型面，具有柔性大、准备周期短等优点。现有电解铣削的供液方式主要分为内喷式供液和外喷式供液。对于内喷式供液的电解铣削装置和方法，电解液从喷嘴出来后经过90°或者一定角度的转折后进入加工区。而采用外喷式供液的电解铣削装置和方法，电解液同样要经过转折进入加工区，或者从进给方向的后方进入前方加工区，两种方式由于工作液都不是直接喷入加工区，其运动过程动能损失巨大，加工区无法获得高速、大流量的电解液，只能降低加工效率，以保证加工过程的稳定。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法及其装置。该方法和装置的电解液的动能损失少，能以更加高的流速和更大的流量流入加工区，以更高效带走加工产生的电解产物，极大地提高了加工效率。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，包括以下步骤：

步骤1、阴极加工段以其进给方向的前壁面对工件进行加工；

步骤2、电解液从喷液口以平行于阴极段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中；

步骤3、进入阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区的电解液冲刷并带走加工产生的电解产物。

进一步地，所述阴极加工段设于阴极夹持体的底端上，阴极夹持体为空心结构，所述喷液口设于阴极夹持体的底端面上，且喷液口的内侧面与阴极加工段的前壁面共面，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区。

作为一种优选的方案，所述喷液口的宽度为0～2mm。

作为一种优选的方案，所述喷液口的形状与阴极加工段的前壁面相同，所述阴极加工段的前壁面为平面，或内凹弧面，或外凸弧面，或平面和曲面的组合面。

作为一种优选的方案，所述阴极加工段在水平方向往复加工进给，进给轨迹为直线，或曲线，或直线与曲线组合的组合线，或所述阴极加工段在竖直方向采用振动进给或往复运动震荡进给。

一种用于电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置，包括阴极夹持体和阴极加工段，阴极夹持体为空心结构，所述阴极加工段固定安装于阴极夹持体底端，所述阴极夹持体的底端开有喷液口，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中。

作为一种优选的方案，所述喷液口的形状与阴极加工段的前壁面相同，所述喷液口的内侧面与阴极加工段的前壁面共面，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中；

作为一种优选的方案，所述喷液口的宽度为0～2mm。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明的电解液沿着阴极加工段前壁面喷射入加工区，即电解液贴壁直喷，使得电解液从喷液口喷出来后无需经过转折则可沿着阴极加工段的前壁面直接喷入加工区，极大地降低了电解液流动的动能损失；因此电解液能以相对更高的流速和更大的流量流入加工区，从而更加高效地冲刷去除加工间隙内的电解产物，极大地提高了加工效率和加工稳定性，解决了现有内喷式供液的电解铣削方法的电解液从喷嘴(即喷液口)出来后经过90°或者一定角度的转折后进入加工区，或外喷式供液电解液同样转折或自后向前供液造成的电解液动能损失，同时无法为加工区提供均匀稳定的流场，大大降低了加工效率和加工过程的稳定性的问题。

2、本发明的喷液口与阴极加工段前壁面截型轮廓形状相同，使得电解液在沿着阴极加工段前壁面贴壁直喷射入加工区时能保证加工区的电解液稳定和均匀流场，从而大大降低电解液流动的动能损失；进而使电解液能以相对更高的流速和更大的流量流入加工区，从而更加高效地冲刷去除加工间隙内的电解产物，提高加工效率、加工精度和加工稳定性。

3、本发明的阴极段采用振动或往复运动震荡进给，加工间隙周期性地增大或减小，增大时，加工间隙内能获得更大流量的电解液，有利于冲刷去除加工产生的电解产物，减小时，电解作用增强，保证更高的加工效率。同时间隙周期性地变化有利于获得更均匀的流场，进而提高电解加工的稳定性和加工精度，实现精密电解铣削加工。

4、本发明的电解铣削方法的阴极加工段适合采用各种柱面形状，该柱面形状可以是平面、内凹面、外凸面，或者多种组合的复杂曲面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明电解液贴壁直喷加工间隙电解铣削新方法及其装置的结构示意图；

图2是本发明电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置沿A-A方向的剖视图；

图3是本发明电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置沿B-B方向的剖视图；

图4是本发明电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置的阴极加工段的前壁面的结构示意图；

图5是本发明电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置的阴极夹持体喷液口示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参见图1至图4，本实施例涉及电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削新方法，包括以下步骤：

步骤1、阴极加工段2以其进给方向的前壁面21对工件10进行加工；

步骤2、电解液从喷液口12以平行于阴极加工段2前壁面21的方向喷射到阴极加工段2的前壁面21上，电解液沿着阴极加工段2的前壁面21喷射到阴极加工段2的前端面与工件10之间的加工区22中；

步骤3、进入阴极加工段2的前壁面21与工件10之间的加工区22的电解液冲刷并带走加工产生的电解产物。

该铣削方法在加工时，电解液沿着阴极加工段2的前壁面21平行喷射入阴极加工段2的前壁面21与工件10之间的加工区22中，即电解液被贴壁直喷至阴极加工段2的前壁面21上，使得电解液从喷液口12喷出来后无需经过转折则可沿着阴极加工段2的前壁面21竖直直接喷入加工区22，极大地降低了电解液流动的动能损失；因此电解液能以相对更高的流速和更大的流量流入加工区22，从而更加高效地冲刷去除加工间隙内的电解产物，极大地提高了加工效率和加工稳定性，解决了现有内喷式供液的电解铣削装置的电解液从喷嘴(即喷液口12)出来后经过90°或者一定角度的转折后进入加工区22，此过程直接导致进入加工区22的电解液动能损失巨大，同时无法为加工区22提供均匀稳定的流场，大大降低了加工效率和加工过程的稳定性的问题。

所述阴极加工段2设于阴极夹持体的底端上，阴极夹持体为空心结构，所述喷液口设于阴极夹持体的底端面上，且喷液口12的内侧面与阴极加工段2的前壁面21共面，电解液从喷液口12以平行于阴极加工段2前壁面21的方向沿阴极加工段2前壁面21喷射。

所述喷液口12的宽度为0～2mm。该宽度的喷液口12能使被喷出的电解液具有较薄的厚度，以保证电解液能全部地沿着阴极加工段2的前壁面21被喷射入阴极加工段2的前壁面21与工件10之间的加工区22，防止部分电解液被喷射到阴极加工段2的前壁面21与工件10之间的加工区22以外的非加工区而影响加工过程的稳定性，进一步影响加工定域性和效率。

所述喷液口12的形状与阴极加工段2的前壁面21相同，所述阴极加工段2的前壁面21为平面，或内凹弧面，或外凸弧面，或平面和曲面的组合面。阴极加工段2的前壁面21不限于平面，例如可以是柱面；也不限于单一种类面，例如可以是平面和柱面的组合；也不限于边界为直线的规整面，例如边界可以是折线或与曲线的组合。如图5，喷液口12可以为直线面喷液口321、外凸弧面喷液口322、内凹弧面喷液口323、复杂组合曲面喷液口324。喷液口12与阴极加工段2的前壁面21相同，使得电解液在平行于阴极加工段2的前壁面21喷射时能保证电解液能稳定和流畅地沿着阴极加工段2流动，从而大大降低电解液流动的动能损失；进而使电解液能以相对更高的流速和更大的流量流入加工区22，从而更加高效地冲刷去除加工间隙内的电解产物，提高加工效率和加工稳定性。

所述阴极加工段2在水平方向往复加工进给，进给轨迹为直线，或曲线，或直线与曲线组合的组合线。通过采用往复加工进给的加工方法，可以保证在阴极加工段2前壁面21与工件10之间的加工间隙内能获得更大流量的电解液和更均匀的流场，有利于冲刷去除加工产生的电解产物，避免短路发生，进而提高电解加工的稳定性和加工精度，实现精密电解铣削加工。

或所述阴极加工段2在竖直方向采用振动进给或往复运动震荡进给。所述振动进给是通过附加一套振动工作台来实现工件10和工具之间周期性地接近或分离，往复运动震荡进给则是通过程序控制，阴极相对工件10快速回退一个距离然后再高速进给一个更多的距离，这里不限于直线往复运动，可以是复杂轨迹的往复运动。

本实施例还提供一种用于电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置，包括阴极夹持体1和阴极加工段2，阴极夹持体1为空心结构，所述阴极加工段2固定于阴极夹持体1底端，所述阴极夹持体1的底端开有喷液口12，电解液从喷液口12以平行于且沿着阴极加工段2前壁面21的方向喷射到阴极加工段2的前端面与工件之间的加工区22中。阴极夹持体1和阴极加工段2二者可以是一体成型结构，也可以是两个零件固定安装在一起。如图1和2，阴极夹持体1为空心结构，阴极加工段2设于阴极夹持体1底部端面，阴极加工段2前壁面21与阴极夹持体1底面端部相交，在二者的相交线上开有喷液口12。电解液进入中空的阴极夹持体1，然后从喷液口12被喷出来并紧贴阴极前壁面21直接被喷入加工区22。

本结构的电解液被从喷液口12以平行于阴极加工段前壁面的方向喷射，使得电解液从喷液口12喷出来后无需经过转折则可沿着阴极加工段2的前壁面21竖直直接喷入加工区22，极大地降低了电解液流动的动能损失；因此电解液能以相对更高的流速和更大的流量流入加工区22，从而更加高效地冲刷去除加工间隙内的电解产物，极大地提高了加工效率和加工稳定性。

所述喷液口12的形状与阴极加工段2的前壁面21相同，所述喷液口12的内侧面与阴极加工段2的前壁面21共面，电解液从喷液口12以平行且沿着于阴极加工段2前壁面21的方向喷射入加工区22。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、阴极加工段以其进给方向的前壁面对工件进行加工；

步骤2、电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中；

步骤3、进入阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区的电解液冲刷并带走加工产生的电解产物；

所述阴极加工段设于阴极夹持体的底端上，阴极夹持体为空心结构，所述喷液口设于阴极夹持体的底端面上，且喷液口的内侧面与阴极加工段的前壁面共面，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区。

2.根据权利要求1所述的一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，其特征在于，所述喷液口的宽度为0～2mm。

3.根据权利要求1所述的一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，其特征在于，所述喷液口的形状与阴极加工段的前壁面相同，所述阴极加工段的前壁面为平面，或内凹弧面，或外凸弧面，或平面和曲面的组合面。

4.根据权利要求1所述的一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法，其特征在于，所述阴极加工段在水平方向往复加工进给，进给轨迹为直线，或曲线，或直线与曲线组合的组合线，或所述阴极加工段在竖直方向采用振动进给或往复运动震荡进给。

5.基于权利要求1所述的一种用于电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置，其特征在于：包括阴极夹持体和阴极加工段，阴极夹持体为空心结构，所述阴极加工段固定安装于阴极夹持体底端，所述阴极夹持体的底端开有喷液口，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中。

6.根据权利要求5所述的一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置，其特征在于，所述喷液口的形状与阴极加工段的前壁面相同，所述喷液口的内侧面与阴极加工段的前壁面共面，电解液从喷液口以平行于阴极加工段前壁面的方向且沿阴极加工段前壁面直接喷射到阴极加工段的前壁面与工件之间的加工区中。

7.根据权利要求5或6所述的一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削装置，其特征在于，所述喷液口的宽度为0～2mm。

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