CN110355433B - 一种平面电解加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面电解加工装置，包括工件阳极和阴极，所述阴极的横截面为圆形，其特征在于：在所述工件阳极和阴极之间设置有沿X方向贯通的侧流道，侧流道的边缘形状包括依次连接的第一直线部、第一倾斜部、第二直线部、第一弧线部、第二弧线部、第二倾斜部、第三直线部。采用这种电解加工装置进行平面加工，一方面，通过采用特殊结构的侧流道，保证了流场分布的均匀平稳；另一方面，多重方式密封，解决泄漏问题，可防止空穴现象。此外，阴极固定不动，阴极平面与流道底面等高，阳极工件进给，阴极固定不动可确保流场均匀，保证加工精度。

Description

一种平面电解加工装置
技术领域
本发明涉及一种平面电解加工装置，主要用于间隙检测时平面电解加工装置。
背景技术
电解加工是利用阳极电化学溶解原理进行材料蚀除，并最终将零件加工成形的工艺技术。工件阳极和工具阴极间保持很小的加工间隙，一般是0.1～1mm，这是电解加工必须具备的特定工艺条件之一。加工间隙是影响电解加工的核心工艺要素，其直接影响加工效率和表面质量。电解加工受许多因素的影响，如工件的材料、形状、面积、进给方式、电源参数等，而加工间隙就是这些众多影响因素的综合表现，国内外电解加工专家也一直在研究加工间隙的测控。
对电极间隙的检测是为了控制电极间隙的大小，防止短路和电极间隙火花放电的发生，同时提高加工精度和表面质量以及加工效率。由于平面加工间隙便于测量，通常选择平面来进行电解加工间隙检测试验。试验中，加工平面质量会影响间隙检测结果，而表面质量受到流道形状、电解液、流动方式等因素的影响。保证流场分布均匀，是保证表面质量的条件之一。
发明内容
本发明主要针对平面加工时，由于流场不均匀以及电解液泄漏等因素，造成被加工面加工不均匀，阴极易短路，提供一种数控电解加工平面的装置。
本发明采用如下技术方案：
一种平面电解加工装置，包括工件阳极和阴极，所述阴极的横截面为圆形，在所述工件阳极和阴极之间设置有沿X方向贯通的侧流道，以阴极沿X方向的直径所在轴线为对称轴线，所述侧流道的结构以所述对称轴线为对称轴对称设置，所述侧流道的边缘形状包括依次连接的第一直线部、第一倾斜部、第二直线部、第一弧线部、第二弧线部、第二倾斜部、第三直线部，所述第一直线部16.1的长度为a，第三直线部16.7的长度为b，所述第一直线部16.1之间的距离与第三直线部16.7之间的距离相等，均为c，所述第一倾斜部向对称轴线侧倾斜，且第一倾斜部与第一直线部之间的夹角为α，所述第一弧线部的弧度与阴极的圆周弧度相同，所述第二弧线部的弯曲方向与第一弧线部的弯曲方向相反，所述第二弧线部与第三直线部的夹角为β，所述侧流道的边缘形状沿X方向的总长度是d，a＝b≥0.66D，c≥1.68D，d≥3.42D，α＝140°，β＝140°，其中D是被加工圆平面的直径。
更进一步地，还包括上盖板、底板和底座，所述底板固定于底座上，所述底板的中部设有侧流道，所述底板的侧面设置有与侧流道连通的进液口和出液口，所述阴极固定于底座上，其上端从底板穿入至侧流道内，所述上盖板固定于底板的上端，所述工件阳极穿过上盖板与阴极相对设置。
更进一步地，所述阴极的平面与所述侧流道的底平面等高。
更进一步地，所述底座上预钻出螺纹孔连接电源。
更进一步地，还包括电解液循环系统，所述电解液循环系统连接在夹具装置的两侧。
更进一步地，所述电解液循环系统包括电解液池、粗过滤器、主泵、主阀、流量计、精过滤器、进液管、工件阳极、螺钉、直流电源和调节阀，所述出液口与电解液池相连，其连接管路上设有调节阀，所述进液口通过进液管与电解液池相连，其连接管路上依次设有精过滤器、流量计、主阀、主泵、粗过滤器。
本发明具有如下有益效果：
采用这种电解加工装置进行平面加工，一方面，流道形状由仿真结果确定，保证加工时流场均匀平稳。另一方面，多重方式密封，解决泄漏问题，使用硅胶密封不仅密封效果好，而且硅胶可去除，不影响装置拆装。此外，阴极固定不动，阴极平面与流道底面等高，阳极工件进给，阴极固定不动可确保流场均匀，保证加工精度。
附图说明
图1是本发明一种平面电解加工装置的结构示意图；
图2是本发明中测流道的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的平面数控电解加工装置的结构如图1所示。该装置包括工件阳极8和阴极14，所述阴极14的横截面为圆形，在所述工件阳极8和阴极14之间设置有如图2所示的沿X方向贯通的侧流道，以阴极沿X方向的直径所在轴线为对称轴线，所述侧流道的结构以所述对称轴线为对称轴对称设置。侧流道的边缘形状包括依次连接的第一直线部16.1、第一倾斜部16.2、第二直线部16.3、第一弧线部16.4、第二弧线部16.5、第二倾斜部16.6、第三直线部16.7，所述第一直线部16.1的长度为a，第一倾斜部16.2向对称轴线侧倾斜，且第一倾斜部16.2与第一直线部16.1之间的夹角为α，所述第一弧线部16.4的弧度与阴极14的圆周弧度相同，所述第二弧线部16.5的弯曲方向与第一弧线部16.4的弯曲方向相反，所述第二弧线部16.5与第三直线部16.7的夹角为β，所述侧流道的边缘形状沿X方向的总长度是d，a＝b≥0.66D，c≥1.68D，d≥3.42D，α＝140°，β＝140°，其中D是被加工圆平面的直径。a、b、c、d四个尺寸以及角度α、β对流场分布影响较大，其他尺寸如流道的厚度，对流场分布影响不明显。采用这种侧流道结构的电解加工装置，所加工的平面质量好。
如图1所示，本发明的平面数控电解加工装置还包括上盖板11、底板12和底座13，底板12固定于底座13上，所述底板12的中部设有侧流道，所述底板12的侧面设置有与侧流道连通的进液口和出液口，所述阴极14固定于底座13上，其上端从底板12穿入至侧流道内。上盖板11固定于底板12的上端，工件阳极8穿过上盖板11与阴极14相对设置。阳极8通过刀柄与主轴连接，阴极14通过螺纹定位连接底座，阴极14的平面优选为与流道底平面等高，底座13上预钻出螺纹孔连接电源。
如图1所示，本发明的平面数控电解加工装置还包括电解液循环系统，所述电解液循环系统包括电解液池1、粗过滤器2、主泵3、主阀4、流量计5、精过滤器6、进液管7、工件阳极8、螺钉9、直流电源10和调节阀15，所述出液口与电解液池1相连，其连接管路上设有调节阀15，所述进液口通过进液管7与电解液池1相连，其连接管路上依次设有精过滤器6、流量计5、主阀4、主泵3、粗过滤器2。电解液循环系统连接在夹具装置的两侧，在直流电源作用下电解液高速流过阴极与阳极的间隙，从而完成平面加工。底座13上预钻出螺纹孔连接电源。
本发明一种平面电解加工装置的工作过程如下：
以下实施例在五轴联动数控电解机械复合加工机床上进行。本实例对304不锈钢平面进行电解加工。电解液采用侧流式，电解液成分为14％NaNO3，电解液入口压力为2.5Mpa，温度为25℃。选用直流电源，加工电压为12V，工件阳极垂直进给。实施例是对平面进行电解蚀除，阳极只需走简单的直线轨迹即可。在12V加工电压作用下电解液高速流过工具阴极与工件形成的间隙中，从而完成平面加工，模拟仿真确定的流道形状和密封的装置保证流场稳定，通过阳极垂直向下进给完成平面电解加工，加工质量有了明显改善，效果显著。
综上所述，本发明针对流场不均匀以及电解液泄漏等问题，提供一种平面电解加工的装置。不同的流动形式对于加工间隙中的流场均匀性有影响，该装置采用侧流式，侧流式流动形式流场均匀性好，可防止空穴现象。该装置上底板采用有良好的耐腐蚀性，耐热性和电绝缘性的环氧树脂。底座采用不锈钢。通过研究a、b、c、d四个尺寸以及α和β这两个角度对流场的影响，最终确定底板的流道形状，保证流场分布均匀。设计装置时，尽量采用一体式，保证密封性且易于装配，在上盖板与阳极之间用密封圈密封，在易泄漏的上盖板与底板连接处使用密封圈密封，再用螺纹拧紧，最后用硅胶密封，保证密封性。
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 (6)

1.一种平面电解加工装置，包括工件阳极(8)和阴极(14)，所述阴极(14)的横截面为圆形，其特征在于：在所述工件阳极(8)和阴极(14)之间设置有沿X方向贯通的侧流道，以阴极沿X方向的直径所在轴线为对称轴线，所述侧流道的结构以所述对称轴线为对称轴对称设置，所述侧流道的边缘形状包括依次连接的第一直线部(16.1)、第一倾斜部(16.2)、第二直线部(16.3)、第一弧线部(16.4)、第二弧线部(16.5)、第二倾斜部(16.6)、第三直线部(16.7)，所述第一直线部(16.1)的长度为a，第三直线部(16.7)的长度为b，所述第一直线部(16.1)之间的距离与第三直线部(16.7)之间的距离相等，均为c，所述第一倾斜部(16.2)向对称轴线侧倾斜，且第一倾斜部(16.2)与第一直线部(16.1)之间的夹角为α，所述第一弧线部(16.4)的弧度与阴极(14)的圆周弧度相同，所述第二弧线部(16.5)的弯曲方向与第一弧线部(16.4)的弯曲方向相反，所述第二弧线部(16.5)与第三直线部(16.7)的夹角为β，所述侧流道的边缘形状沿X方向的总长度是d，a＝b≥0.66D，c≥1.68D，d≥3.42D，α＝140°，β＝140°，其中D是被加工圆平面的直径。
2.根据权利要求1所述的平面电解加工装置，其特征在于：还包括上盖板(11)、底板(12)和底座(13)，所述底板(12)固定于底座(13)上，所述底板(12)的中部设有侧流道，所述底板(12)的侧面设置有与侧流道连通的进液口和出液口，所述阴极(14)固定于底座(13)上，其上端从底板(12)穿入至侧流道内，所述上盖板(11)固定于底板(12)的上端，所述工件阳极(8)穿过上盖板(11)与阴极(14)相对设置。
3.根据权利要求1所述的平面电解加工装置，其特征在于：所述阴极(14)的平面与所述侧流道的底平面等高。
4.根据权利要求2所述的平面电解加工装置，其特征在于：所述底座(13)上预钻出螺纹孔连接电源。
5.根据权利要求2所述的平面电解加工装置，其特征在于：还包括电解液循环系统，所述电解液循环系统连接在夹具装置的两侧。
6.根据权利要求5所述的平面电解加工装置，其特征在于：所述电解液循环系统包括电解液池(1)、粗过滤器(2)、主泵(3)、主阀(4)、流量计(5)、精过滤器(6)、进液管(7)、工件阳极(8)、螺钉(9)、直流电源(10)和调节阀(15)，所述出液口与电解液池(1)相连，其连接管路上设有调节阀(15)，所述进液口通过进液管(7)与电解液池(1)相连，其连接管路上依次设有精过滤器(6)、流量计(5)、主阀(4)、主泵(3)、粗过滤器(2)。
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