CN110039136A - 应用于电化学加工的轴向电解液均化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，包括均化器以及转向器；均化器为长条状，包括若干个均匀开设于前侧或底部的大小、间隔完全相同的均化器出液口，以及一个开设于顶部中央的均化器进液口；转向器为长条状，包括若干个均匀开设于顶部的大小、间隔完全相同的转向器进液口，以及开设于底部的转向器出液口；转向器进液口与转向器出液口相互导通；通过将其用非常巧妙的方式连接均化器出液口和转向器进液口，就可以让最终流出的电解液趋于均匀，且最终转为一条直线上的电解液，从而满足提供给细长轴工件加工时的均匀电解液的需求。

Description

应用于电化学加工的轴向电解液均化装置

技术领域

本发明涉及电化学加工中的电解液均化装置，尤其涉及一种适用于长轴零件的电化学加工的电解液均化装置。

背景技术

电化学加工是根据电化学蚀除的原理去除材料的非接触式加工，即工件在电解液中作为阳极失去金属离子的加工方式。电解液在电化学加工过程中充当“桥梁”的作用，电解液的均匀程度影响到离子的交换的均匀程度，进而影响材料的去除速度。因此，电解液的均匀程度是影响电化学加工质量的关键因素之一。目前电化学加工中电解液的出口形式主要有内置式和外置式两种形式。内置是指阴极即作为电极也作为电解液的出口；外置是指阴极与电解液出口分离。采用整体电极加工大型零件，例如长轴类零件时，由于间隙长度长，从阴极上的进液口到间隙部位的出口流量分布变化显著，这两种形式出口的电解液都可能产生不均匀的现象，如何形成均匀的电解液是提高电化学加工精度的关键因素。因此，设计一种适用于长轴零件的电化学加工的电解液均化装置对于稳定加工过程、提高加工质量十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，能够针对上述电解液不均匀造成工件加工精度恶化和表面质量降低的问题，设计一种适用于长轴零件的电化学加工的电解液均化装置，使电解液均匀充满电化学加工间隙，进而提高电化学加工的精度。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：一种应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，包括均化器以及转向器；均化器为长条状，包括若干个均匀开设于前侧或底部的大小、间隔完全相同的均化器出液口，以及一个开设于顶部中央的均化器进液口；转向器为长条状，包括若干个均匀开设于顶部的大小、间隔完全相同的转向器进液口，以及开设于底部的转向器出液口；转向器进液口与转向器出液口相互导通；

转向器进液口的数量与均化器出液口的数量相同，且转向器进液口与均化器出液口通过管道一对一连接导通，其连接方式如下：

当均化器出液口的数量为偶数时，从左到右分别将均化器出液口编号为A₁、A₂、A₃……A_2n；从左到右分别将转向器进液口编号为B₁、B₂、B₃……B_2n；依据其编号表达的连接方式如下：

B_i连接于A_n-(i-1)/2、B_2n-i+1连接于A_n+(i+1)/2；其中i＝1～n，且i为奇数；

B_i连接于A_i/2、B_2n-i+1连接于A_2n-i/2+1；其中i＝1～n，且i为偶数；

当均化器出液口的数量为奇数时，从左到右分别将均化器出液口编号为A₁、A₂、A₃……A_2n-1；从左到右分别将转向器进液口编号为B₁、B₂、B₃……B_2n-1；依据其编号表达的连接方式如下：

B_n-i连接于A_(i+1)/2、B_n+i连接于A_2n-(i+1)/2；其中i＝1～n-1，且i为奇数；

B_n-i连接于A_n-i/2、B_n+i连接于A_n+i/2；其中i＝1～n-1，且i为偶数；

B_n连接于A_n。

在一种实施例下，转向器出液口为若干个大小、相邻间隔完全相同的孔，且转向器出液口的数量多于转向器进液口的数量。

在另一种实施例下，转向器出液口为一条连续的狭缝。

本发明的优点在于，相比现有技术而言，在电解液传输至阴阳极之间前，电解液会先进入均化器而不是直接传输进阴阳极。由于均化器出液口相对于均化器进液口呈中心对称分布，且均化器出液口的大小都相同，所以每个均化器出液口流出的电解液流量也是对称分布且呈现线性变化，而通过将其用非常巧妙的方式连接至转向器进液口，就可以让最终流出的电解液趋于均匀，且最终转为一条直线上的电解液，从而满足提供给细长轴工件加工时的均匀电解液的需求。

附图说明

图1是本发明装置均化器的主视图；

图2是图1中均化器的侧面剖视图；

图3是本发明装置转向器的侧视图；

图4是图3中转向器的A向视图，即转向器进液口的示意图；

图5是孔状转向器出液口的示意图，同时对应于图3中的B向视图；

图6是狭缝状转向器出液口的示意图，也同时对应于图3中的B向视图；

图7是本发明装置均化器流量不均匀的示意图；

图8是本发明装置均化器和转向器对应于偶数个均化器出液口情况的连接示意图；

图9是本发明装置均化器和转向器对应于奇数个均化器出液口情况的第一种连接示意图；

图10是本发明装置均化器和转向器对应于奇数个均化器出液口情况的第二种连接示意图。

图中，1、均化器，11、均化器进液口，12、均化器出液口，2、转向器，21、转向器进液口，22、转向器出液口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

如图1所示是本发明电解液均化装置的均化器1的主视图，图2是其侧视图，从图中可以看出，均化器1是长条状的构型，它的前侧均匀开设了多个大小、间隔完全相同的均化器出液口12，它的顶部中央开设了一个均化器进液口11。而当然，也可以将均化器出液口12开设于底部，丝毫不影响电解液的传输。电解液通过均化器进液口11注入均化器1，并通过多个均化器出液口12流出。

如图3所示为转向器2，转向器2也是长条状，包括若干个均匀开设于顶部的大小、间隔完全相同的转向器进液口21(如图4所示)，以及开设于底部的转向器出液口22；转向器出液口22可以是均匀开设的大小、间距都相同的孔，如图5所示；也可以是一条连续的狭缝，如图6所示。

转向器进液口21与转向器出液口22相互导通，且转向器进液口21的数量与均化器出液口12的数量相同，如此一来转向器进液口21与均化器出液口12就可以通过管道一对一连接导通。

如图7所示，均化器出液口12的流量是不均匀的，越靠近均化器进液口11的均化器出液口12流量会更大，并且流量随着距离的变化是线性变化的，图中用数字表示出了流量的大小。

由于均化器出液口12的流量存在不均匀，所以如果按照从左到右的顺序将均化器出液口12与转向器进液口21一对一连接，最后从转向器出液口22流出的电解液也是不均匀的，因此采取的方案是，将流量较大的均化器出液口12与流量较小的均化器出液口12分别连接到相邻的两个转向器进液口21，如此一来较大的流量和较小的流量就可以在小范围内得到中和，从而从大范围来说就会显得较为均匀。而具体的连接方式针对偶数和奇数有所不同，因为偶数的情况下只要考虑左边一半(或右边一半)的连接，另一半的连接用对称的方式连接即可；但是对于奇数的情况，要将最中间的均化器出液口12与转向器进液口21连接，如此一来这部分流量就会最大，因此需要旁边的流量较小。为此，考虑16个均化器出液口12(或转向器进液口21，二者相同)的情况代表偶数情况，考虑17个均化器出液口12的情况代表奇数情况，最后给出通用公式。

如图8所示，将16个均化器出液口12从左到右分别标为A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉、A₁₀、A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄、A₁₅、A₁₆

将16个转向器进液口21从左到右分别标为B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆、B₇、B₈、B₉、B₁₀、B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄、B₁₅、B₁₆；

由于流量是对称的，考虑一半即可，比如左边一半，即A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈与B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆、B₇、B₈的连接，然后让右边一半按照中心对称的方式连接即可。

首先，B₁要和流量最大的A₈连接，紧接着B₂和流量最小A₁的连接，B₃和流量第二大的A₇连接，B₄和流量第二小的A₂连接，以此类推，B₅和A₆连接，B₆和A₃连接，B₇和A₅连接，B₈和A₄连接；图中还用数字表达了相邻的两个转向器进液口21的流量之和，它们基本在8和9之间变化，可见流量较为均匀。

对于任意的2n个均化器出液口12的情况，从这里总结出来的规律是：

B_i连接于A_n-(i-1)/2，其中i是奇数；

B_i连接于A_i/2，其中i是偶数。

当然，这里仅仅考虑了左边一半的情况，即i＝1～n的情形。对于右边一半，可根据中心对称的方式来连接，现在要据此推导连接关系。

对于B_i，与其中心对称的转向器进液口21的序号为B_2n-i+1；

对于A_n-(i-1)/2，与其中心对称的均化器出液口12的序号为A_n+(i+1)/2；

对于A_i/2，与其中心对称的均化器出液口12的序号为A_2n-i/2+1；

也就意味着：

B_2n-i+1连接于A_n+(i+1)/2，其中i＝1～n且i为奇数；

B_2n-i+1连接于A_2n-i/2+1，其中i＝1～n且i为偶数。

接下来考虑均化器出液口12为奇数的情况，比如17个。

如图9所示，将17个均化器出液口12从左到右分别标为A₁、A₂、A₃、A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉、A₁₀、A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄、A₁₅、A₁₆、A₁₇；

将17个转向器进液口21从左到右分别标为B₁、B₂、B₃、B₄、B₅、B₆、B₇、B₈、B₉、B₁₀、B₁₁、B₁₂、B₁₃、B₁₄、B₁₅、B₁₆、B₁₇；

首先为了保证对称性，要把正中间的均化器出液口12和转向器进液口21相连，即，将A₉、B₉相连，接下来考虑左边一半的连接，然后右边一半按照对称性给出即可。

由于B₉流量最大，因此B₈的流量理应是最小的，所以将B₈与A₁相连，接下来将B₇与流量第二大的A₈连接，将B₆与流量第二小的A₂连接，将B₅与流量第三大的A₇连接，将B₄与流量第三小的A₃连接，以此类推，将B₃与A₆连接，将B₂与A₄连接，将B₁与A₅连接。

由上面总结起来的公式是，对于2n-1个均化器出液口12，其连接方式为：

B_n-i连接于A_(i+1)/2；其中i＝1～n-1且i为奇数；

B_n-i连接于A_n-i/2；其中i＝1～n-1且i为偶数；

B_n连接于A_n；

接下来，将B_n-i转为对称点，可得到B_n+i；将A_(i+1)/2转为对称点，得到A_2n-(i+1)/2；将A_n-i/2转为对称点，可得到A_n+i/2；

也就是说:

B_n+i连接于A_2n-(i+1)/2，i＝1～n-1且i为奇数；

B_n+i连接于A_n+i/2，i＝1～n-1且i为偶数。

除此之外，其实还有其他连接方式可以实现同样的效果，比如图10中所示的连接方式，以及在均化器出液口12是奇数2n-1的情况下，B₁→A_n-1，B₂→A₂，B₃→A_n-3，B₄→A₄……B_n-1→A₁，B_n→A_n。这种连接方式对于特定的n也是适用的。总之原理在于让相邻的两个转向器进液口21流入的电解液流量之和趋于相同。

使用时，在电解液传输至阴阳极之间前，电解液会通过均化器进液口11先进入均化器1，从而多了一次均化的机会。电解液通过均化器出液口12进入转向器2，最后在转向器出液口22处将这些不同方向的电解液都转为一条直线上的电解液，而由于特殊的连接方式，电解液会趋向于均匀；当转向器出液口22是多个孔时，就是多段“细流”，当转向器出液口22是一条连续的狭缝时，就是一条连续的“瀑布”；无论是“细流”还是“瀑布”，都可用于细长轴工件电解液的提供：可以将其导入阴极并由阴极导出于阴极和阳极之间，也可以将其直接放于阴阳极间隙上方。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，其特征在于，包括：

均化器(1)，所述均化器(1)为长条状，包括若干个均匀开设于前侧或底部的大小、间隔完全相同的均化器出液口(12)，以及一个开设于顶部中央的均化器进液口(11)；

转向器(2)，所述转向器(2)为长条状，包括若干个均匀开设于顶部的大小、间隔完全相同的转向器进液口(21)，以及开设于底部的转向器出液口(22)；所述转向器进液口(21)与所述转向器出液口(22)相互导通；

所述转向器进液口(21)的数量与所述均化器出液口(12)的数量相同，且所述转向器进液口(21)与所述均化器出液口(12)通过管道一对一连接导通，其连接方式如下：

当所述均化器出液口(12)的数量为偶数时，从左到右分别将所述均化器出液口(12)编号为A₁、A₂、A₃……A_2n；从左到右分别将所述转向器进液口(22)编号为B₁、B₂、B₃……B_2n；依据其编号表达的连接方式如下：

B_i连接于A_n-(i-1)/2、B_2n-i+1连接于A_n+(i+1)/2；其中i＝1～n，且i为奇数；

B_i连接于A_i/2、B_2n-i+1连接于A_2n-i/2+1；其中i＝1～n，且i为偶数；

当所述均化器出液口(12)的数量为奇数时，从左到右分别将所述均化器出液口(12)编号为A₁、A₂、A₃……A_2n-1；从左到右分别将所述转向器进液口(22)编号为B₁、B₂、B₃……B_2n-1；依据其编号表达的连接方式如下：

B_n-i连接于A_(i+1)/2、B_n+i连接于A_2n-(i+1)/2；其中i＝1～n-1，且i为奇数；

B_n-i连接于A_n-i/2、B_n+i连接于A_n+i/2；其中i＝1～n-1，且i为偶数；

B_n连接于A_n。

2.根据权利要求1所述应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，其特征在于，所述转向器出液口(22)为若干个大小、相邻间隔完全相同的孔。

3.根据权利要求2所述应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，其特征在于，所述转向器出液口(22)的数量多于所述转向器进液口(22)的数量。

4.根据权利要求1所述应用于电化学加工的轴向电解液均化装置，其特征在于，所述转向器出液口(22)为一条连续的狭缝。