CN111168170A - 一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法。本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，包括电源、工件、群复合磨轮、电解液箱、旋转驱动器、前后移动机构以及上下升降机构驱动。本发明的一种群窄槽电解磨铣加工的方法，其群复合磨轮由旋转驱动器驱动旋转，群复合磨轮插入电解液箱中的电解液内，群复合磨轮在高速旋转将电解液带入加工间隙内，进而使得加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，而工件由前后移动机构驱动沿X轴方向移动，能够控制工件向着群复合磨轮持续进给，进而使得高速旋转的群复合磨轮将产生的钝化膜磨铣去除，而露出的新金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜，周而复始，直至加工出所需群窄槽。

Description

一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种电解磨铣加工装置及其方法，更具体地说，涉及一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法。

背景技术

需要加工群窄槽的工件多用于复杂机构的散热部件中，需求大，采用普通机械加工效率低，且工件多为薄壁件，加工中装夹难，加工应力释放后容易变形；而传统的电解磨削是表面加工(一次走刀加工深度很小)，加工效率低，且由于电解液采用外喷为主，分散的电解液可控性差，容易造成杂散腐蚀，进而使得加工精度低。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法，采用本发明的技术方案，结构简单，设计巧妙，能够实现一次加工成型，加工效率高，去除量大，且加工精度高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，包括电源和从上往下依次设置的工件、用以在工件待加工面上加工窄槽的群复合磨轮、电解液箱，所述的工件的待加工面朝下设置，工件由前后移动机构驱动沿X轴方向移动；所述的群复合磨轮的轴线沿Y轴方向设置，群复合磨轮由旋转驱动器驱动旋转，群复合磨轮插入电解液箱中的电解液内，用以保证群复合磨轮旋转时能够自动将电解液带入加工间隙中；所述的群复合磨轮由上下升降机构驱动沿Z轴方向运动，且电解液箱以及旋转驱动器随着群复合磨轮同步运动；所述的电源的正极与工件相连，电源的负极与群复合磨轮相连。

更进一步地，所述的群复合磨轮包括水平设置的支撑轴，所述的支撑轴的左右两端分别可旋转地支撑在两个支撑座上，上述的旋转驱动器与支撑轴相连；所述的支撑轴上沿其轴向固设有多个用以在工件待加工面上加工窄槽的薄圆片型复合电解磨轮，每个薄圆片型复合电解磨轮的圆周面以及两侧端面上均设置有金刚砂镀层；上述电解液箱中的电解液液位高于薄圆片型复合电解磨轮的最低点。

更进一步地，所述的薄圆片型复合电解磨轮的两侧端面上的金刚砂镀层的粒度为500目，薄圆片型复合电解磨轮的圆周面上的金刚砂镀层的粒度为300目。

更进一步地，所述的电解液箱上设置的电解液入口通过抽液泵与净水池连通，净水池通过多级滤板与废液池连通，废液池与电解液箱上设置的电解液出口连通；所述的电解液箱上设置的电解液溢出口与废液池连通。

本发明的一种群窄槽电解磨铣加工方法，其步骤为：

1)构建权利要求1至4中任意一项所述的一种群窄槽电解磨铣加工装置；

2)在电解液箱内加入电解液，电解液的液面高度需保证群复合磨轮插入电解液一定深度，用以保证加工过程中群复合磨轮旋转能够自动将电解液带入加工间隙中；

3)通过上下升降机构将群复合磨轮、电解液箱以及旋转驱动器调整至适应待加工窄槽深度的位置；

4)设定好群复合磨轮与工件之间需要施加的电压，并通过电源给群复合磨轮与工件之间施加电压；

5)设定好旋转驱动器的旋转速度，设定好前后移动机构的进给量，通过旋转驱动器驱动群复合磨轮高速旋转，通过前后移动机构驱动工件移动，使得工件材料能够逐步被电解磨铣去除直至达到工艺要求。

更进一步地，所述的步骤5)中工件材料被电解磨铣去除的过程为：5-1)群复合磨轮高速旋转将电解液带入到工件待加工面与群复合磨轮之间形成的加工间隙内，加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，5-2)工件在前后移动机构驱动下向着群复合磨轮进给的同时高速旋转的群复合磨轮将上述产生的钝化膜去除，而露出新的金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其通过上下升降机构驱动带动群复合磨轮、电解液箱以及旋转驱动器一起运动，进而调整群复合磨轮与工件的待加工面之间的距离即调整加工深度，能够适应不同窄槽深度的需求，加工使用灵活；

(2)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其群复合磨轮由旋转驱动器驱动旋转，群复合磨轮插入电解液箱中的电解液内，使得群复合磨轮高速旋转将电解液带入加工间隙内，进而使得加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，而工件由前后移动机构驱动沿X轴方向移动，能够控制工件向着群复合磨轮持续进给，进而使得高速旋转的群复合磨轮将产生的钝化膜磨铣去除，而露出的新金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜，周而复始，直至加工出所需群窄槽，这样加工出的窄槽表面强度高；

(3)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其电解液是被高速旋转带入到加工间隙内的，采用的是运用分子吸附力的自吸式供液，使得供入加工间隙内的电解液量少，且主要集中在加工间隙内，杂散腐蚀小，这样加工出的窄槽的表面光滑，窄槽的槽宽大小误差小；

(4)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其群复合磨轮包括水平设置的支撑轴，支撑轴上沿其轴向固设有多个用以在工件待加工面上加工窄槽的薄圆片型复合电解磨轮，薄圆片型复合电解磨轮设置的个数以及间距根据工件上需要加工的窄槽数量以及间距决定，薄圆片型复合电解磨轮采用为高强度耐腐蚀金属材料制成，在每个薄圆片型复合电解磨轮的圆周面以及两侧端面上均设置有金刚砂镀层，以便能够靠金刚砂镀层去除钝化膜，而由于主要是靠薄圆片型复合电解磨轮的两侧端面去除钝化膜，因此薄圆片型复合电解磨轮的两侧端面上的金刚砂镀层的粒度为500目，薄圆片型复合电解磨轮的圆周面上的金刚砂镀层的粒度为300目；

(5)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其电解液箱上设置的电解液入口通过抽液泵与净水池连通，净水池通过多级滤板与废液池连通，废液池与电解液箱上设置的电解液出口连通，抽液泵工作，电解液从净化池中被抽液泵送入电解液箱中，而电解液箱中带有加工产物的电解液排至废液池内，并经多级滤板处理后回到净水池内，循环使用，能够避免电解液箱中加工产物对加工质量的影响；

(6)本发明的一种群窄槽电解磨铣加工方法，其区别于传统的电解磨削，传统电解磨削属于精加工工艺，每次走刀去除量很少，电解磨洗加工一次走刀可加工出宽深比较大的槽，且加工切削力很小，不产生残余应力，能够实现一次加工成型，加工效率高，去除量大，且加工精度高，加工所得槽的精度很好，即槽宽大小误差小。

附图说明

图1为本发明的一种群窄槽电解磨铣加工方法的加工原理图；

图2为本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置的结构示意图；

图3为本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置中群复合磨轮的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、工件；2、电解液箱；3-1、工件安装座；3-2、工件安装台；3-3、滑动台；3-4、旋转驱动电机；3-5、导向滑轨；4、旋转驱动器；5-1、支撑轴；5-2、支撑座；5-3、薄圆片型复合电解磨轮；6-1、升降台；6-2、升降驱动电机；6-3、升降支座；7、抽液泵；8、净水池；9、多级滤板；10、废液池；11、大理石机座。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图3，本实施例的一种群窄槽电解磨铣加工装置，包括电源和从上往下依次设置的工件1、用以在工件1待加工面上加工窄槽的群复合磨轮、电解液箱2，工件1的待加工面朝下设置，工件1由前后移动机构驱动沿X轴方向移动，前后移动机构为只要能够控制工件沿X轴方向移动的机构即可，本实施例中前后移动机构包括滚珠丝杆型直线滑台、工件安装座3-1和水平设置的工件安装台3-2，工件安装座3-1包括第一立柱、横梁和第二立柱，工件安装台3-2的上表面通过第一立柱与横梁的一端固连，横梁的另一端通过第二立柱与滚珠丝杆型直线滑台中的滑动台3-3固连，而滚珠丝杆型直线滑台为现有技术，具体结构包括滚珠丝杆螺母副、旋转驱动电机3-4、滑动台3-3以及导向滑轨3-5，滚珠丝杆螺母副中的丝杆由旋转驱动电机3-4驱动旋转，滚珠丝杆螺母副中的滚珠螺母与滑动台3-3固连，滑动台3-3上的滑动槽与导向滑轨3-5滑动连接；

接续，群复合磨轮的轴线沿Y轴方向设置，群复合磨轮由旋转驱动器4驱动旋转，群复合磨轮插入电解液箱2中的电解液内，用以保证群复合磨轮旋转时能够自动将电解液带入加工间隙中，使得群复合磨轮高速旋转将电解液带入加工间隙内，进而使得加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，而工件1由前后移动机构驱动沿X轴方向移动，能够控制工件向着群复合磨轮进给，进而使得高速旋转的群复合磨轮将产生的钝化膜磨铣去除，而露出的新金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜，这样能够强化加工出的窄槽表面；又由于电解液是被高速旋转带入到加工间隙内的，采用的是运用分子吸附力的自吸式供液，使得供入加工间隙内的电解液量少，且主要集中在加工间隙内，杂散腐蚀小，这样加工出的窄槽的表面光滑，窄槽的槽宽大小误差小；本实施例中旋转驱动器4为气动马达；

接续并结合图2，群复合磨轮包括水平设置的支撑轴5-1，支撑轴5-1的左右两端分别可旋转地支撑在两个支撑座5-2上，上述的旋转驱动器4与支撑轴5-1相连；支撑轴5-1上沿其轴向固设有多个用以在工件待加工面上加工窄槽的薄圆片型复合电解磨轮5-3，薄圆片型复合电解磨轮5-3设置的个数以及间距根据工件1上需要加工的窄槽数量以及间距决定，薄圆片型复合电解磨轮5-3采用为高强度耐腐蚀金属材料制成；每个薄圆片型复合电解磨轮5-3的圆周面以及两侧端面上均设置有金刚砂镀层，以便能够靠金刚砂镀层去除钝化膜，而由于主要是靠薄圆片型复合电解磨轮5-3的两侧端面去除钝化膜，因此薄圆片型复合电解磨轮5-3的两侧端面上的金刚砂镀层的粒度为500目，薄圆片型复合电解磨轮5-3的圆周面上的金刚砂镀层的粒度为300目；电源的正极与工件相连，电源的负极与群复合磨轮相连，具体电源的负极通过位于群复合磨轮两侧的碳刷与群复合磨轮相连；

接续，群复合磨轮由上下升降机构驱动沿Z轴方向运动，且电解液箱2以及旋转驱动器4随着群复合磨轮同步运动，通过上下升降机构驱动带动群复合磨轮、电解液箱2以及旋转驱动器4一起运动，进而调整群复合磨轮与工件1的待加工面之间的距离即调整加工深度，能够适应不同窄槽深度的需求，加工使用灵活；上下升降机构为只要能够控制群复合磨轮、电解液箱以及旋转驱动器一起运动的机构即可，本实施例中上下升降机构包括升降台6-1、滚珠丝杆螺母副、导柱导套组件、升降驱动电机6-2、升降支座6-3和设于升降支座6-3内的齿轮传动机构，升降驱动电机6-2固定在升降支座6-3上，升降驱动电机6-2的输出轴通过齿轮传动机构与竖向设置的滚珠丝杆螺母副中的丝杆的底端相连，滚珠丝杆螺母副中的滚珠螺母固定不动地设置在升降支座6-3上；滚珠丝杆螺母副中的丝杆的顶端与升降台6-1可旋转连接，升降台6-1的下表面与升降支座之间通过导柱导套组件连接；而为了避免升降台6-1被电解液腐蚀，在上下升降机构外罩设有防护罩；

接续，电解液箱2上设置的电解液入口通过抽液泵7与净水池8连通，净水池8通过多级滤板9与废液池10连通，废液池10与电解液箱2上设置的电解液出口连通；电解液箱2上设置的电解液溢出口与废液池10连通，抽液泵7工作，电解液从净化池8中被抽液泵7送入电解液箱2中，而电解液箱2中带有加工产物的电解液排至废液池10内，并经多级滤板9处理后回到净水池8内，循环使用，能够避免电解液箱2中加工产物对加工质量的影响；

上述的前后移动机构以上下升降机构均设置在大理石机座11的工作台上，上述的废液池、净水池以及多级滤板均设置在大理石机座11上。

本实施例的一种群窄槽电解磨铣加工方法，其步骤为：

1)构建上述的群窄槽电解磨铣加工装置，其中薄圆片型复合电解磨轮5-3的厚度以及电解磨铣的加工参数决定了加工出的窄槽宽度；

2)在电解液箱2内加入电解液，电解液的液面高度需保证群复合磨轮插入电解液一定深度，用以保证加工过程中群复合磨轮旋转能够自动将电解液带入加工间隙中；

3)通过上下升降机构将群复合磨轮、电解液箱2以及旋转驱动器4调整至适应待加工窄槽深度的位置；

4)设定好群复合磨轮与工件1之间需要施加的电压，并通过电源给群复合磨轮与工件1之间施加电压，要求设定好的群复合磨轮与工件1之间需要施加的电压刚好是工件材料钝化区间内电压，这样便于加工过程中产生钝化膜；

5)设定好旋转驱动器4的旋转速度，设定好前后移动机构的进给量，通过旋转驱动器4驱动群复合磨轮高速旋转，通过前后移动机构驱动工件移动，使得工件材料能够逐步被电解磨铣去除直至达到工艺要求，其中工件材料被电解磨铣去除的过程为：5-1)群复合磨轮高速旋转将电解液带入到工件待加工面与群复合磨轮之间形成的加工间隙内，加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，5-2)工件在前后移动机构驱动下向着群复合磨轮持续进给的同时高速旋转的群复合磨轮将上述产生的钝化膜去除，而露出新的金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜，周而复始，直至加工出所需群窄槽，这样加工出的窄槽表面强度高(参见图1所示)。

本实施例的一种群窄槽电解磨铣加工方法，区别于传统的电解磨削，传统电解磨削属于精加工工艺，每次走刀去除量很少，电解磨洗加工一次走刀可加工出宽深比较大的槽，且加工切削力很小，不产生残余应力，能够实现一次加工成型，加工效率高，去除量大，且加工精度高，加工所得槽的精度很好，即槽宽大小误差小。

本发明的一种群窄槽电解磨铣加工装置及其方法，结构简单，设计巧妙，能够实现一次加工成型，加工效率高，去除量大，且加工精度高。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种群窄槽电解磨铣加工装置，其特征在于：包括电源和从上往下依次设置的工件、用以在工件待加工面上加工窄槽的群复合磨轮、电解液箱，所述的工件的待加工面朝下设置，工件由前后移动机构驱动沿X轴方向移动；所述的群复合磨轮的轴线沿Y轴方向设置，群复合磨轮由旋转驱动器驱动旋转，群复合磨轮插入电解液箱中的电解液内，用以保证群复合磨轮旋转时能够自动将电解液带入加工间隙中；所述的群复合磨轮由上下升降机构驱动沿Z轴方向运动，且电解液箱以及旋转驱动器随着群复合磨轮同步运动；所述的电源的正极与工件相连，电源的负极与群复合磨轮相连。

2.根据权利要求1所述的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其特征在于：所述的群复合磨轮包括水平设置的支撑轴，所述的支撑轴的左右两端分别可旋转地支撑在两个支撑座上，上述的旋转驱动器与支撑轴相连；所述的支撑轴上沿其轴向固设有多个用以在工件待加工面上加工窄槽的薄圆片型复合电解磨轮，每个薄圆片型复合电解磨轮的圆周面以及两侧端面上均设置有金刚砂镀层。

3.根据权利要求1或2所述的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其特征在于：所述的薄圆片型复合电解磨轮的两侧端面上的金刚砂镀层的粒度为500目，薄圆片型复合电解磨轮的圆周面上的金刚砂镀层的粒度为300目。

4.根据权利要求3所述的一种群窄槽电解磨铣加工装置，其特征在于：所述的电解液箱上设置的电解液入口通过抽液泵与净水池连通，净水池通过多级滤板与废液池连通，废液池与电解液箱上设置的电解液出口连通；所述的电解液箱上设置的电解液溢出口与废液池连通。

5.一种群窄槽电解磨铣加工方法，其步骤为：

1)构建权利要求1至4中任意一项所述的一种群窄槽电解磨铣加工装置；

2)在电解液箱内加入电解液，电解液的液面高度需保证群复合磨轮插入电解液一定深度，用以保证加工过程中群复合磨轮旋转能够自动将电解液带入加工间隙中；

3)通过上下升降机构将群复合磨轮、电解液箱以及旋转驱动器调整至适应待加工窄槽深度的位置；

4)设定好群复合磨轮与工件之间需要施加的电压，并通过电源给群复合磨轮与工件之间施加电压；

5)设定好旋转驱动器的旋转速度，设定好前后移动机构的进给量，通过旋转驱动器驱动群复合磨轮高速旋转，通过前后移动机构驱动工件移动，使得工件材料能够逐步被电解磨铣去除直至达到工艺要求。

6.根据权利要求5所述的一种群窄槽电解磨铣加工方法，其特征在于：所述的步骤5)中工件材料被电解磨铣去除的过程为：5-1)群复合磨轮高速旋转将电解液带入到工件待加工面与群复合磨轮之间形成的加工间隙内，加工间隙中的工件材料在电场和流场复合作用下而产生钝化膜，5-2)工件在前后移动机构驱动下向着群复合磨轮进给的同时高速旋转的群复合磨轮将上述产生的钝化膜去除，而露出新的金属基体继续发生电化学反应生成新的钝化膜。

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