CN110614410A - 一种燕尾槽电解加工用水平振动装置及燕尾槽加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燕尾槽电解加工用水平振动装置及燕尾槽加工方法。该装置包括第一驱动机构、偏心轮组合机构、连杆、燕尾槽振动电解加工用阴极机构，偏心轮组合机构包括主偏心轮、涡轮、蜗杆、第二驱动机构，主偏心轮固定连接有第一轴，主偏心轮上安装有第三轴，涡轮安装于主偏心轮上且可绕第三轴旋转，涡轮上设置有第二轴，第二轴的旋转中心不与涡轮的旋转中心重合，蜗杆与涡轮啮合且可在第二驱动机构的驱动下旋转，连杆的一端与第二轴铰接，另一端与燕尾槽振动电解加工用阴极机构铰接，第二轴通过连杆带动燕尾槽振动电解加工用阴极机构来回往复振动。采用本发明的电解加工装置和方法，阴极无损耗可重复利用，且不受加工对象材料性质的影响。

Description

一种燕尾槽电解加工用水平振动装置及燕尾槽加工方法
技术领域
本发明涉及一种电解加工装置，特别涉及一种用于燕尾槽的成型加工的电解加工装置，属于电解加工技术领域。
背景技术
在机械加工过程中，经常会遇到一些带有燕尾槽的零件。燕尾槽是一种机械结构，槽的形状呈燕尾形，它的作用通常是作机械相对运动，运动精度高且稳定，因此在机床制造上被广泛应用。
常规尺寸的燕尾槽的加工方法一般采用成型刀具数控铣削、数控磨削、线切割、电火花成型加工等加工工艺。但是，燕尾槽零件的结构如图1所示，包括微小尺寸的燕尾型槽(坑)，而且为多个矩阵式(阵列)分布，这是一种表面织构(材料表面的一些规律的微结构)，常用于润滑中的储油，吸波(隐形结构)等。常规加工方法无法实现，例如，电火花加工方法，电极损耗大，制作成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种燕尾槽电解加工用水平振动装置及燕尾槽加工方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，包括第一驱动机构、偏心轮组合机构、连杆、燕尾槽振动电解加工用阴极机构，所述偏心轮组合机构包括主偏心轮、涡轮、蜗杆、第二驱动机构，所述主偏心轮固定连接有第一轴，所述主偏心轮上安装有第三轴，所述涡轮安装于主偏心轮上且可绕第三轴旋转，所述涡轮上设置有第二轴，所述第二轴的旋转中心不与涡轮的旋转中心重合，所述蜗杆与涡轮啮合且可在第二驱动机构的驱动下旋转，所述连杆的一端与第二轴铰接，另一端与燕尾槽振动电解加工用阴极机构铰接，所述第二轴通过连杆带动燕尾槽振动电解加工用阴极机构来回往复振动。
更进一步的，所述燕尾槽振动电解加工用阴极机构包括导轨、滑台，所述滑台与连杆铰接且在连杆的驱动下沿导轨来回往复振动，所述滑台的下端设置有呈矩阵状排列的群阴极，所述群阴极包括若干个单阴极，所述单阴极包括夹持段和工作段，所述夹持段四周设有绝缘层，所述工作段的形状为燕尾形。
更进一步的，所述滑台上设置有固定座，所述固定座上设置有铰接轴，所述连杆通过所述铰接轴与滑台铰接。
更进一步的，还包括底板，所述底板上设置有安装定位孔，所述滑台的下端设有具有定位孔的工作台，所述底板与工作台通过定位孔固定。
更进一步的，所述第一驱动机构包括第一电机、主同步带轮、同步带、辅同步带轮，所述主同步带轮与第一轴相连，所述辅同步带轮与第一电机的输出轴相连，所述同步带套设于主同步带轮和辅同步带轮上。
更进一步的，所述第二驱动机构包括第二电机、控制信号接收器、电源，所述第二电机设置于主偏心轮上，其输出端与蜗杆相连，所述第二电机在控制信号接收器的控制下启停，所述电源为第二电机提供动力源。
本发明还提供一种燕尾槽加工方法，将所述的燕尾槽电解加工用水平振动装置整体安装于可上下运动的机床主轴上，装置下方设置可横向运动的机床水平工作台，所述机床水平工作台上设置有电解液槽，所述电解液槽中盛有电解液，工件通过夹具固定于电解液中，工件上设有若干个工件预制孔，所述群阴极与工件预制孔的位置对应。
更进一步的，群阴极在水平振动装置的带动下，从振幅为零开始，左、右来回运动，振幅慢慢增加，在电场和流场作用下，电极工作段正对的工件表面发生电化学阳极溶解，从而被加工成小的三角形，随着振幅的增大，被加工出的三角形形状逐渐增大，当达到最终尺寸时，加工停止。
更进一步的，如果振动机构振幅达到最大时，加工的燕尾槽却没有达到尺寸要求，则联合工作台运动，即，主轴及阴极保持不动，工作台带动工件运动至目标位置。
更进一步的，通过蜗杆带动涡轮旋转，调节第一轴和第二轴之间的距离大小，从而进行装置振幅从零到振幅最大值的无级调节。
本发明具有如下有益效果：
1、采用本发明的电解加工装置和方法，阴极无损耗可重复利用，且不受加工对象材料性质的影响。
2、装置振幅大小的调整，可实现从零到振幅最大值的无级调节；涡轮蜗杆带有自锁功能，连杆受力时无法推动涡轮盘转动，从而保证振动过程无需另行锁定涡轮盘；第二电机的转动角度采用无线控制方式，工作时电源、控制器(可实现无线控制)和第二电机随主偏心轮旋转，即可实现振动过程中振幅的调节。
附图说明
图1是燕尾槽零件的结构示意图；
图2是本发明燕尾槽电解加工用水平振动装置的轴测视图；
图3是本发明燕尾槽电解加工用水平振动装置的前侧视图；
图4是本发明燕尾槽电解加工用水平振动装置的后侧视图；
图5是基座的机构示意图；
图6是偏心轮组合机构的前侧视图；
图7是偏心轮组合机构的后侧视图；
图8是偏心轮组合机构中第一轴和第二轴的关系图；
图9是偏心轮组合机构的结构分解图；
图10是导轨和滑块的第一角度视图；
图11是导轨和滑块的第二角度视图；
图12是群阴极的结构示意图；
图13是本发明燕尾槽加工方法的示意图；
图14是加工前的工件结构放大图；
图15是加工后的工件结构放大图。
图中标记：1、偏心轮组合机构；101、主偏心轮；1011、第一轴；102、涡轮；1021、第二轴；1022、第三轴；103、蜗杆；104、电源；105、控制信号接收器；106、轴承；107、第二电机；108、轴向挡圈；109、端盖；201、主同步带轮；202、同步带；203、辅同步带轮；301、第一轴承；302、第二轴承；4、基座；401、加强筋；402、T型槽；403、轴承安装座；501、电机安装支架；502、第一电机；601、导轨；6021、工作台；602、滑台；603、固定座；7、连杆；8、燕尾槽电解加工阴极机构；9、机床主轴；10、电解液槽；1001、超声波振子；1002、夹具；11、机床水平工作台；12、电源；13、工件；1301、工件预制孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种燕尾槽电解加工用水平振动装置的结构如图2-4所示，包括基座4、第一驱动机构、偏心轮组合机构1、连杆7、燕尾槽振动电解加工用阴极机构8。
基座4的结构如图5所示，包括加强筋401、T型槽402、轴承安装座403，T型槽402用于安装整个装置，整个装置可作为附件安装于其他机床上。
偏心轮组合机构1的结构如图6-9所示，包括主偏心轮101、涡轮102、蜗杆103、第二驱动机构。主偏心轮101固定连接有第一轴1011，主偏心轮101上安装有第三轴1022，涡轮102安装于主偏心轮101上且可绕第三轴1022旋转。涡轮102上设置有第二轴1021，第二轴1021的旋转中心不与涡轮102的旋转中心重合。蜗杆103与涡轮102啮合且可在第二驱动机构的驱动下旋转。连杆7的一端与第二轴1021铰接，另一端与燕尾槽振动电解加工用阴极机构8铰接。第二轴1021通过连杆7带动燕尾槽振动电解加工用阴极机构8来回往复振动。如图8所示，第二电机带动蜗杆和涡轮转动，来调节涡轮盘上第二轴与偏心轮组合旋转中心第一轴的距离d，从而进行装置振幅从零到振幅最大值的无级调节。
本发明的装置的动作原理为：
1、整个装置由第一电机带动，绕第一轴(中心轴L1)旋转；主偏心轮的旋转中心L1可不与其几何旋转中心重合；
2、涡轮盘(振幅调节盘)上设有第二轴，第二轴带动连杆和滑台在导轨上来回往复运动(振动)，第二轴旋转中心L2不与涡轮盘的旋转中心(第三轴)重合；
3、第二电机带动蜗杆旋转，蜗杆带动涡轮绕第二轴旋转，从而调节L1和L2之间距离d的大小，从而调整装置振幅大小，可实现从零到振幅最大值的无级调节。涡轮蜗杆带有自锁功能，即连杆受力时无法推动涡轮盘转动，从而保证振动过程无需另行锁定涡轮盘。
4、第二电机的转动角度采用无线控制方式，工作时电源、控制器(可实现无线控制)和电机2随主偏心轮旋转，即可实现振动过程中振幅的调节。
燕尾槽振动电解加工用阴极机构8如图10-12所示，包括导轨601、滑台602。滑台602与连杆7铰接且在连杆7的驱动下沿导轨601来回往复振动。
如图10所示，滑台602上设置有固定座603，固定座603上设置有铰接轴，连杆7通过所述铰接轴与滑台602铰接。
如图11所示，底板801上设置有安装定位孔802，滑台602的下端设有具有定位孔的工作台6021，底板801与工作台6021通过定位孔802固定。
如图12所示，燕尾槽电解加工用群电极包括底板801和多个排列规律的单阴极，设置于呈矩阵状排列的群阴极滑台602的下端，所述单阴极包括夹持段和工作段，所述夹持段四周设有绝缘层，所述工作段的形状为燕尾形。
第一驱动机构的结构如图2-4所示，包括第一电机502、主同步带轮201、同步带202、辅同步带轮203。主同步带轮201与第一轴1011相连，辅同步带轮203与第一电机502的输出轴相连，同步带202套设于主同步带轮201和辅同步带轮203上。
第二驱动机构的结构如图6所示，包括第二电机107、控制信号接收器105、电源104。第二电机107设置于主偏心轮101上，其输出端与蜗杆103相连，第二电机107在控制信号接收器105的控制下启停，电源104为第二电机107提供动力源。
本发明的燕尾槽加工方法如图13所示，包括：
1、设置燕尾槽加工装置
将上述燕尾槽电解加工用水平振动装置(通过基座T型槽402安装于机床主轴)整体安装于可上下运动的机床主轴9上，装置下方设置可横向运动的机床水平工作台11，机床水平工作台11上设置有电解液槽10，电解液槽10中盛有电解液，工件13通过夹具1002固定于电解液中，工件13上设有若干个工件预制孔1301，群阴极与工件预制孔1301的位置对应。电解液槽10内设置有超声波振子1001，便于电解产物排出。
2、燕尾槽振动电解加工
(1)准备阶段：群阴极进入工件预制孔，如图14所示。
(2)燕尾型槽的水平振动电解加工，如图15所示。
阴极进入工件预制孔，工件接电源正极，群电极接电源负极；
2.群电极随着振动装置，从振幅0开始向设定振幅左右振动，其振幅调节速度需根据燕尾槽电解加工时，工件材料去除速度设定。当最大振幅无法满足燕尾槽加工最终尺寸时，可借助工作台移动实现。电解液槽中设有超声波振子，便于电解产物排出
群电极在水平振动机构的带动下，从振幅为零开始向设定振幅左右振动，其振幅调节速度需根据燕尾槽电解加工时，工件材料去除速度设定。振幅慢慢增加，在电场和流场作用下，电极工作段正对的工件表面发生电化学阳极溶解，从而被加工(被加工成小的三角形)，随着振幅的增大，被加工出的三角形形状逐渐增大，当达到最终尺寸时，加工停止。当最大振幅无法满足燕尾槽加工最终尺寸时，即如果振动机构振幅达到最大时，加工的燕尾槽却没有达到尺寸要求，可借助工作台移动实现，如加工燕尾槽左边结构时，主轴及阴极保持不动，工作台带动工件向右运动至目标位置即可，加工燕尾槽右边三角结构时，工作台带动工件向左运动至目标位置。
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 (10)

1.一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：包括第一驱动机构、偏心轮组合机构(1)、连杆(7)、燕尾槽振动电解加工用阴极机构(8)，所述偏心轮组合机构(1)包括主偏心轮(101)、涡轮(102)、蜗杆(103)、第二驱动机构，所述主偏心轮(101)固定连接有第一轴(1011)，所述主偏心轮(101)上安装有第三轴(1022)，所述涡轮(102)安装于主偏心轮(101)上且可绕第三轴(1022)旋转，所述涡轮(102)上设置有第二轴(1021)，所述第二轴(1021)的旋转中心不与涡轮(102)的旋转中心重合，所述蜗杆(103)与涡轮(102)啮合且可在第二驱动机构的驱动下旋转，所述连杆(7)的一端与第二轴(1021)铰接，另一端与燕尾槽振动电解加工用阴极机构(8)铰接，所述第二轴(1021)通过连杆(7)带动燕尾槽振动电解加工用阴极机构(8)来回往复振动。
2.根据权利要求1所述的一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：所述燕尾槽振动电解加工用阴极机构(8)包括导轨(601)、滑台(602)，所述滑台(602)与连杆(7)铰接且在连杆(7)的驱动下沿导轨(601)来回往复振动，所述滑台(602)的下端设置有呈矩阵状排列的群阴极，所述群阴极包括若干个单阴极，所述单阴极包括夹持段和工作段，所述夹持段四周设有绝缘层，所述工作段的形状为燕尾形。
3.根据权利要求2所述的一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：所述滑台(602)上设置有固定座(603)，所述固定座(603)上设置有铰接轴，所述连杆(7)通过所述铰接轴与滑台(602)铰接。
4.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：还包括底板(801)，所述底板(801)上设置有安装定位孔(802)，所述滑台(602)的下端设有具有定位孔的工作台(6021)，所述底板(801)与工作台(6021)通过定位孔(802)固定。
5.根据权利要求1所述的一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一电机(502)、主同步带轮(201)、同步带(202)、辅同步带轮(203)，所述主同步带轮(201)与第一轴(1011)相连，所述辅同步带轮(203)与第一电机(502)的输出轴相连，所述同步带(202)套设于主同步带轮(201)和辅同步带轮(203)上。
6.根据权利要求1所述的一种燕尾槽电解加工用水平振动装置，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二电机(107)、控制信号接收器(105)、电源(104)，所述第二电机(107)设置于主偏心轮(101)上，其输出端与蜗杆(103)相连，所述第二电机(107)在控制信号接收器(105)的控制下启停，所述电源(104)为第二电机(107)提供动力源。
7.一种燕尾槽加工方法，其特征在于：将权利要求1-6中任意一项所述的燕尾槽电解加工用水平振动装置整体安装于可上下运动的机床主轴(9)上，装置下方设置可横向运动的机床水平工作台(11)，所述机床水平工作台(11)上设置有电解液槽(10)，所述电解液槽(10)中盛有电解液，工件(13)通过夹具(1002)固定于电解液中，工件(13)上设有若干个工件预制孔(1301)，所述群阴极与工件预制孔(1301)的位置对应。
8.根据权利要求7所述的一种燕尾槽加工方法，其特征在于：群阴极在水平振动装置的带动下，从振幅为零开始，左、右来回运动，振幅慢慢增加，在电场和流场作用下，电极工作段正对的工件表面发生电化学阳极溶解，从而被加工成小的三角形，随着振幅的增大，被加工出的三角形形状逐渐增大，当达到最终尺寸时，加工停止。
9.根据权利要求7所述的一种燕尾槽加工方法，其特征在于：如果振动机构振幅达到最大时，加工的燕尾槽却没有达到尺寸要求，则联合工作台运动，即，主轴及阴极保持不动，工作台带动工件运动至目标位置。
10.根据权利要求7所述的一种燕尾槽加工方法，其特征在于：通过蜗杆(103)带动涡轮(102)旋转，调节第一轴和第二轴之间的距离大小，从而进行装置振幅从零到振幅最大值的无级调节。
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