CN112025011A - 一种用于柔性零件的电解加工工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于柔性零件的电解加工工具，包括底座及盖板，底座上设有贯穿底座左右侧面设置的槽体，槽体包括与电解加工阴极相配合的第一槽体以及与待加工组件相配合的第二槽体，待加工组件由定位夹紧装置限定其在第二槽体内的移动和转动，底座的左侧面设有密封板，底座的右侧面设有固定板，槽体在密封板、固定板、盖板与底座的配合连接下形成一密闭的腔体，盖板及底座上分别设有电解液进液通道及电解液出液通道，电解加工阴极与机械式振动进给机构的传动轴绝缘连接，该传动轴驱动电解加工阴极沿第一槽体限定的方向水平进给以使电解加工阴极上的阴极刀具对待加工组件进行电解加工。本发明具有加工范围广、加工效率高、加工表面质量好等优点。

Description

一种用于柔性零件的电解加工工具

技术领域

本发明涉及电解加工领域，具体涉及一种用于柔性零件的电解加工工具。

背景技术

现代医学中为了向外科医生提供足够的视觉反馈并能够进行灵巧的组织操纵，内窥镜和其他可操作的手术器械必须具有可弯曲和可操纵的部分，该部分称之为柔性接头。柔性接头可以是用于使手术器械偏转的短腕，也可以是较长的部分，例如用于穿过手术解剖结构的连续蛇形机器人。

整体制造的柔性接头可以减轻制造和组装工作，具有超弹性的NiTi骨架和推挽式致动器的连续机构属于此类。为了形成一个具有大的中心管腔的薄的柔性接头，通常使用铸造技术进行制造或通过激光切割、线切割或CNC制造技术在NiTi管的表面上产生挠曲特征。除了这些还原制造技术之外，增材制造技术（例如选择性激光烧结）也用于柔性接头的制造。采用铸造方法来生产柔性零件尽管成本低，但是质量和精度难保证，废品率也较高。采用激光切割，线切割或CNC制造技术等方法难以加工形状复杂的工件，并且会产生机械切削力，易产生应力集中导致疲劳问题。采用增材制造技术能生产形状复杂的柔性零件且不需要传统的刀具和机床等，但也存有许多局限性，例如所生产的零件的机械性能较差（精度低，更容易疲劳且表面粗糙）。

发明内容

本发明的目的在于克服上述弊端提供一种用于柔性零件的电解加工工具，该加工工具具有加工范围广、加工效率高、加工表面质量好、加工时不存在机械切削力、无工具损耗、可一次性成形以及可获得复杂几何形状等优点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括底座及与底座相配合的盖板，所述的底座上设有贯穿底座左右侧面设置的槽体，所述的槽体包括与电解加工阴极相配合的第一槽体以及与待加工组件相配合的第二槽体，所述的待加工组件由定位夹紧装置限定其在第二槽体内的移动和转动，所述第一槽体与第二槽体的槽长方向相垂直且第一槽体与第二槽体相互连通，所述底座的左侧面设有密封板，所述底座的右侧面设有固定板，所述的槽体在密封板、固定板、盖板与底座的配合连接下形成一密闭的腔体，所述的盖板及底座上分别设有与第一槽体连通的电解液进液通道及电解液出液通道，所述的定位夹紧装置与电源正极相连，所述电解加工阴极与电源负极相连，所述的电解加工阴极与机械式振动进给机构的传动轴绝缘连接，该传动轴驱动电解加工阴极沿第一槽体限定的方向水平进给以使电解加工阴极上的阴极刀具对待加工组件进行电解加工。

所述的电解加工阴极包括阴极连杆，所述阴极连杆的一端通过绝缘板与机械式振动进给机构的传动轴相连，阴极连杆的另一端固连有阴极刀具，所述的阴极刀具上设有多个等距离平行设置的刀片，所述的刀片呈纵向倾斜布置，所述阴极连杆的上端面及下端面分别固定有上导流板及下导流板，所述的上导流板及下导流板对称设置，且上导流板及下导流板在与阴极刀具相对应的位置分别开设有上十字形通槽及下十字形通槽，所述的上十字形通槽与电解液进液通道连通，所述的下十字形通槽与电解液出液通道连通，所述上十字形通槽与下十字形通槽之间通过各刀片间的缝隙连通。

所述的阴极连杆与电源负极相连，所述的电解加工阴极中除刀片前端面外的各个端面均涂覆有绝缘层，所述的上导流板及下导流板均为绝缘板，且上导流板的顶面与盖板的底面贴合，上导流板的底面与阴极连杆的上端面贴合，下导流板的顶面与阴极连杆的下端面贴合，下导流板的底面与第一槽体的槽底贴合。

所述上十字形通槽及下十字形通槽中的横向槽均与电解加工阴极的进给方向一致，所述上十字形通槽的横向槽在电解加工阴极进给时始终与电解液进液通道连通，所述下十字形通槽的横向槽在电解加工阴极进给时始终与电解液出液通道连通，所述上十字形通槽及下十字形通槽中的纵向槽与各刀片位置相对应以保证电解液均匀流入各刀片间的缝隙。

所述的阴极连杆包括截面呈矩形的第一连接体以及截面呈圆形的第二连接体，所述的第一连接体与第二连接体为整体结构，且第二连接体的截面面积大于第一连接体，所述的第一连接体与阴极刀具卡接相连并通过螺钉紧固，所述的阴极刀具上设有卡块，所述的第一连接体上设有与卡块相配合的卡槽，所述的第二连接体与绝缘板连接，所述第一连接体的上端面及下端面通过螺钉固定有上导流板及下导流板，所述第一连接体的高度与待加工组件及阴极刀具的高度相吻合。

所述的电解液进液通道为垂直贯穿盖板设置的竖直通道，所述的电解液出液通道为直角弯折型通道，电解液出液通道的进口位于第一槽体的底部，所述电解液出液通道的出口位于底座的后侧面，所述的盖板上设有与电解液进液通道连通的进液口，所述底座的后侧面设有与电解液出液通道连通的出液口，电解液的流通通道为进液口→电解液进液通道→上十字形通槽→阴极刀具→外牺牲件→待加工件本体→内牺牲件→下十字形通槽→电解液出液通道→出液口。

所述的待加工组件包括待加工件本体、内牺牲件和外牺牲件，所述的待加工件本体为空心圆柱形工件，所述的内牺牲件为与待加工件本体的内壁形成过渡配合的圆柱体，所述的外牺牲件为与待加工件本体的外壁形成过渡配合的长方体，所述的外牺牲件由左右两个块体对合而成以形成对待加工件本体的包裹，所述内牺牲件与外牺牲件的长度与待加工件本体的长度相吻合，所述外牺牲件的高度与阴极连杆中第一连接体的高度相吻合，所述待加工件本体的端面上设有沿轴向贯穿待加工件本体的定位孔，所述的定位孔沿待加工件本体的周向对称设置两组，所述的外牺牲件、内牺牲件及待加工件本体均采用NiTi合金材料制成。

所述的待加工组件通过安装板总成放置在第二槽体内，所述的安装板总成为整体结构，包括竖直方向设置的固定板以及垂直于固定板内侧板面设置的承载板，所述的固定板位于底座的右侧面，且固定板通过螺钉与底座及盖板固连，所述的承载板位于第二槽体内且整体呈L形，所述承载板的直角处设有挡块，所述承载板的水平板面用于放置待加工组件且承载板的水平板面上设有与下导流板相避让的缺口，所述承载板的水平板面与电解加工阴极中第一连接体的底面相平齐，所述承载板的宽度与第二槽体的宽度相吻合，所述承载板的竖直板面上设有与定位夹紧装置相配合的销孔。

所述的定位夹紧装置包括设置在盖板上的弹簧紧定螺丝、设置在固定板上的浮动支撑钉、设置在底座后侧面且与底座螺纹连接的活动压杆、设置在底座前侧面的活动圆锥销以及设置在承载板竖直板面上的活动定位销，其中：弹簧紧定螺丝与待加工组件的顶面相配合夹紧，浮动支撑钉与待工加组件的右侧面相配合夹紧，所述的活动压杆与待加工组件的后侧面相配合夹紧，活动圆锥销与承载板竖直板面上的销孔相配合定位，所述的活动定位销与待加工组件中待加工件本体上的定位孔相配合定位。

所述的活动压杆包括杆体及杆体端部设置的压块，所述的杆体上设有螺纹段，所述的底座上设有与螺纹段相配合的螺纹孔，所述的压块与待加工组件的端面相抵靠，且通过杆体螺纹锁紧，所述的杆体与压块之间为球接触。

本发明的有益效果在于：

1）本发明设置了与待加工件本体相配合的内牺牲件和外牺牲件，内牺牲件和外牺牲件可以支撑工件并防止其在加工过程中产生变形；同时，内牺牲件和外牺牲件也具有密封的作用，可以防止电解液泄漏，并且内牺牲件和外牺牲件在加工过程中产生的缝隙形成了自然的流道，具有改善流场的作用，提高了加工精度；

2）本发明的上导流板和下导流板与底座和盖板完全贴合，待加工组件与定位夹紧装置完全贴合，这样能够自适应电解加工过程中待加工件本体和内牺牲件、外牺牲件的变形而时刻保持压紧状态，避免电解加工过程中电解液的泄漏；

3）本发明在加工过程中，上导流板与下导流板随阴极连杆和阴极刀具一起随动，电解液通过进液口一直流入上导流板并通过上十字形通槽均匀地流入各刀片间的缝隙中，这样可以保证加工时加工间隙流场均匀，有利于提高加工精度；

4）本发明的安装板总成与底座形成可拆装的分离式结构，方便取出，避免了在加工过程中打开盖板的繁琐过程，优化了加工过程，节省了加工时间；同时由于分离式结构的设计，后期可以根据不同的工件设计相应的定位夹紧装置，使得该加工工具的应用范围更加广泛；

5）本发明可以通过适当改变底座及盖板的尺寸来满足加工不同尺寸工件的要求，也可以适当调整刀片的形状和角度来满足加工不同要求的工件，同时也可以根据待加工件形状的不同，相应地调整内牺牲件和外牺牲件的形状，从而加工不同的柔性零件，加工适用范围较广；

6）本发明提供的电解加工工具，与传统的激光切割、CNC加工技术相比，具有加工范围广、加工效率高、加工表面质量好、工具无损耗、不存在机械切削力、一次性成形以及可获得复杂几何形状等优点；与增材制造技术相比，电解加工得到的工件表面粗糙度更低，精度更高，并且工件的机械性能以及疲劳强度等都更优秀。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图一。

图2是本发明的立体结构示意图二。

图3是本发明的立体结构示意图三。

图4是本发明去除盖板后的立体结构示意图。

图5是本发明的内部结构示意图。

图6是本发明电解液的流向示意图。

图7是本发明底座的结构示意图。

图8是本发明底座与安装板总成的安装示意图。

图9是本发明底座与电解加工阴极、安装板总成、待加工组件的安装示意图。

图10是本发明电解加工阴极的结构示意图。

图11是本发明上导流板与下导流板的结构示意图。

图12是本发明阴极连杆与阴极刀具的连接示意图。

图13是本发明阴极连杆的结构示意图。

图14是本发明阴极刀具的结构示意图。

图15是本发明安装板总成的结构示意图。

图16是本发明待加工组件的结构示意图。

图17是本发明待加工件本体的结构示意图。

图18是本发明外牺牲件的分解结构示意图。

图19是本发明内牺牲件的结构示意图。

图20是本发明加工完成后的工件结构示意图。

图21是本发明电解加工机床的结构示意图。

附图中的标记为：底座1、电解液出液通道11、出液口12、活动压杆13、杆体131、压块132、活动圆锥销14、螺纹孔15、盖板2、电解液进液通道21、进液口22、弹簧紧定螺丝23、槽体3、第一槽体31、第二槽体32、电解加工阴极4、阴极连杆41、第一连接体411、第二连接体412、卡槽413、阴极刀具42、刀片421、卡块422、上导流板43、下导流板44、上十字形通槽45、下十字形通槽46、待加工组件5、待加工件本体51、定位孔511、内牺牲件52、外牺牲件53、密封板6、安装板总成7、固定板71、浮动支撑钉711、承载板72、缺口721、销孔722、活动定位销723、挡块73、大理石平台10、机械式振动进给机构20、传动轴201、绝缘板30、装夹平台40。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1～图4、图7～图9所示的一种用于柔性零件的电解加工工具，包括底座1及与底座1相配合的盖板2，底座1与盖板2相当于一个夹具体，底座1与盖板2通过内六角螺栓连接，底座1上设有贯穿底座1左右侧面设置的槽体3，槽体3包括与电解加工阴极4相配合的第一槽体31以及与待加工组件5相配合的第二槽体32，待加工组件5由定位夹紧装置限定其在第二槽体32内的移动和转动，第一槽体31与第二槽体32的槽长方向相垂直且第一槽体31与第二槽体32相互连通，底座1的左侧面设有密封板6，底座的右侧面设有固定板71，槽体3在密封板6、固定板71、盖板2与底座1的配合连接下形成一密闭的腔体。密封板6的内侧面设有橡胶密封圈，密封板6及橡胶密封圈用于电解加工阴极4在传动过程中的密封，防止电解液泄漏。定位夹紧装置与电源正极相连，电解加工阴极4与电源负极相连，电解加工阴极4与机械式振动进给机构20的传动轴201绝缘连接，该传动轴201驱动电解加工阴极4沿第一槽体31限定的方向水平进给以使电解加工阴极4上的阴极刀具42对待加工组件5进行电解加工。

进一步的，如图5所示，盖板2及底座1上分别设有与第一槽体31连通的电解液进液通道21及电解液出液通道11，具体地说，电解液进液通道21为垂直贯穿盖板2设置的竖直通道，电解液出液通道11为直角弯折型通道，电解液出液通道11的进口位于第一槽体31的底部，电解液出液通道11的出口位于底座1的后侧面，盖板2上设有与电解液进液通道21连通的进液口22，底座1的后侧面设有与电解液出液通道11连通的出液口12。

进一步的，如图10所示，电解加工阴极4包括阴极连杆41，阴极连杆41的一端通过绝缘板30与机械式振动进给机构20的传动轴201相连，阴极连杆41的另一端固连有阴极刀具42，如图14所示，阴极刀具42上设有多个等距离平行设置的刀片421，刀片421呈纵向倾斜布置。在实际加工过程中，刀片421的具体形状可根据所要加工的柔性接头的形状来进行设计。如图11所示，阴极连杆41的上端面及下端面分别固定有上导流板43及下导流板44，上导流板43及下导流板44在加工过程中与阴极连杆41及阴极刀具42一起移动；上导流板43及下导流板44对称设置，且上导流板43及下导流板44在与阴极刀具42相对应的位置分别开设有上十字形通槽45及下十字形通槽46，上十字形通槽45与电解液进液通道21连通，下十字形通槽46与电解液出液通道11连通，上十字形通槽45与下十字形通槽46之间通过各刀片421间的缝隙连通。

更进一步的，上十字形通槽45及下十字形通槽46中的横向槽均与电解加工阴极4的进给方向一致，上十字形通槽45的横向槽在电解加工阴极4进给时始终与电解液进液通道21连通，下十字形通槽46的横向槽在电解加工阴极4进给时始终与电解液出液通道11连通，也就是电解加工阴极4在进给过程中，上十字形通槽45的横向槽始终能覆盖电解液进液通道21的出口，下十字形通槽46的横向槽始终能覆盖电解液出液通道11的入口，以保证电解液顺利地流入和流出。

上十字形通槽45及下十字形通槽46中的纵向槽与各刀片421位置相对应以保证电解液均匀流入各刀片421间的缝隙。加工时，电解液流速较快，具有一定压力，可以自动填满各刀片421间的缝隙。设置纵向槽的目的在于从一定程度上改善流场，使电解液能均匀地流入各刀片体421间的缝隙，保证流道均匀。本实施例中，电解液的流动采用侧流式，即电解液经电解液进液通道21从腔体内自上向下流入加工间隙，再从电解液出液通道11流出。如图6所示，电解液的流通通道为进液口→电解液进液通道→上十字形通槽→阴极刀具→外牺牲件→待加工件本体→内牺牲件→下十字形通槽→电解液出液通道→出液口。

更进一步的，如图12、图13所示，阴极连杆41包括截面呈矩形的第一连接体411以及截面呈圆形的第二连接体412，第一连接体411与第二连接体412为整体结构，且第二连接体412的截面面积大于第一连接体411。第一连接体411与阴极刀具42卡接相连并通过螺钉紧固，第二连接体412与绝缘板连接，第一连接体411的上端面及下端面通过螺钉固定有上导流板43及下导流板44，第一连接体411的高度与待加工组件5及阴极刀具42的高度相吻合。具体的，阴极刀具42上设有卡块422，第一连接体411上设有与卡块422相配合的卡槽413，装配时，卡块422卡入卡槽413中，并通过第一连接体411侧面的两根螺钉将两者固定。

进一步的，电解加工阴极4中的阴极连杆41和阴极刀具42由耐腐蚀的导电材料制成，如采用不锈钢制成；阴极连杆41与电源负极相连，电解加工阴极4中除刀片421前端面外的各个端面均涂覆有绝缘层，具体地说，在加工时，只有阴极刀具42中刀片421的前端参与加工，所以此端面为加工面，不做绝缘处理；阴极连杆41的各个侧面以及各刀片421间的内部侧面均为非加工面，需涂覆绝缘层，防止对加工面的二次腐蚀，也就是整个电解加工阴极4的表面除了刀片421的前端面外，其余部位均应做绝缘处理。

上导流板43及下导流板44均为绝缘板，如采用环氧树脂制成，且上导流板43的顶面与盖板2的底面贴合，上导流板43的底面与阴极连杆41的上端面贴合，下导流板44的顶面与阴极连杆41的下端面贴合，下导流板44的底面与第一槽体31的槽底贴合。

进一步的，如图16～图19所示，待加工组件5包括待加工件本体51、内牺牲件52和外牺牲件53，待加工件本体51为空心圆柱形工件，内牺牲件52为与待加工件本体51的内壁形成过渡配合的圆柱体，外牺牲件53为与待加工件本体51的外壁形成过渡配合的长方体，外牺牲件53由左右两个块体对合而成以形成对待加工件本体51的包裹。加工时，待加工件本体51、内牺牲件52和外牺牲件53是作为一个整体被加工的，内牺牲件52具有密封作用，可以防止加工时电解液泄漏到非加工区域；外牺牲件53在加工时产生的群缝能够改善电解加工中电解液流动的流道，使流场相对均匀，这里的群缝是指阴极刀具42工作时在外牺牲件53上形成的多个与刀片相配合的缝隙；同时，外牺牲件53与内牺牲件52对待加工件本体51具有支撑作用，能够防止待加工件本体51在加工过程中由于受力而变形。

更进一步的，内牺牲件52与外牺牲件53的长度与待加工件本体51的长度相吻合，外牺牲件53的高度与阴极连杆41中第一连接体411的高度相吻合，待加工件本体51的端面上设有沿轴向贯穿待加工件本体51的定位孔511，定位孔511沿待加工件本体51的周向对称设置两组，本实施例中，外牺牲件53、内牺牲件52及待加工件本体51均采用NiTi合金材料制成，实际加工时，外牺牲件53、内牺牲件52及待加工件本体51也可采用同种其他易电解腐蚀的金属材料来制备。

进一步的，如图15所示，待加工组件5通过安装板总成7放置在第二槽体32内，安装板总成7为整体结构，且采用导电材料制成，包括竖直方向设置的固定板71以及垂直于固定板71内侧板面设置的承载板72，固定板71位于底座1的右侧面，且固定板71通过螺钉与底座1及盖板2固连，承载板72位于第二槽体32内且整体呈L形，承载板72的直角处设有挡块73，承载板72的水平板面用于放置待加工组件5且承载板72的水平板面上设有与下导流板44相避让的缺口721，承载板72的水平板面与电解加工阴极4中第一连接体411的底面相平齐，承载板72的宽度与第二槽体32的宽度相吻合，承载板72的竖直板面上设有与定位夹紧装置相配合的销孔722。安装板总成7与底座1之间为可拆装的分离式结构，这样待加工组件5在加工时无需拆卸盖板2即可加工另一边，操作方便。

进一步的，定位夹紧装置包括设置在盖板2上的弹簧紧定螺丝23、设置在固定板71上的浮动支撑钉711、设置在底座1后侧面且与底座1螺纹连接的活动压杆13、设置在底座1前侧面的活动圆锥销14以及设置在承载板72竖直板面上的活动定位销723，定位夹紧装置采用不锈钢制成，既可防腐蚀，又可导电，定位夹紧装置与外牺牲件53直接接触，可与电源正极连接。其中：弹簧紧定螺丝22与待加工组件5的顶面相配合夹紧，浮动支撑钉711与待工加组件5的右侧面相配合夹紧，活动压杆13与待加工组件5的后侧面相配合夹紧，活动圆锥销14与承载板72竖直板面上的销孔722相配合定位，活动定位销723与待加工组件5中待加工件本体51上的定位孔511相配合定位。

更进一步的，活动压杆13包括杆体131及杆体131端部设置的压块132，杆体131上设有螺纹段，底座1上设有与螺纹段相配合的螺纹孔15，压块132与待加工组件5的端面相抵靠，且通过杆体131螺纹锁紧，杆体131与压块132之间为球接触，这样杆体131锁紧后，压块132与待加工组件5自定位，不会发生过定位。

本实施例中的定位夹紧装置可以限制待加工组件5的六个自由度，即待加工组件5的三个移动自由度和三个转动自由度被限定，同时，定位夹紧装置对待加工组件5的定位都属于自定位支撑且具有一定的弹性，这样能够保证待加工组件5在加工过程中时刻处于压紧状态，有利于防止电解加工时由于产生变形导致的电解液泄漏。

本发明还提供了一种包含电解加工工具的电解加工机床，包括大理石平台10，大理石平台10上固定有机械式振动进给机构20，机械式振动进给机构20的传动轴201通过绝缘板30与电解加工阴极4相连，大理石平台10上还设有用于固定底座1的装夹平台40，装夹平台40可在大理石平台10上实现X粙和Z轴方向的移动；同时，机械式振动进给机构20安装在滑轨上，传动轴201带动安装在机械式振动进给机构20上的电解加工阴极4沿滑轨限定的方向实现Y轴方向的移动，即电解加工阴极4可实现三个自由度的调节，方便加工时的移动和对刀。

本发明的具体工作过程及原理如下：

在各部件装配好之后，将电源的正极接在定位夹紧装置上，电源的负极接在阴极连杆上，再将阴极连杆与机械式振动进给机构传动轴前端的绝缘板连接，并使电解加工阴极进给至初始加工位置；设置好电解液的压力、浓度、温度等参数后，加注电解液；接通电源，电解加工阴极在机械式振动进给机构的驱动下做水平进给运动，对待加工组件进行加工；加工结束后，断开电源，停止供给电解液，电解加工阴极退回初始位置，这时松开活动圆锥销、活动压杆和弹簧紧定螺丝，将安装板总成连同待加工组件抽出，然后将待加工组件翻转180度后重新放置在安装板总成上，再将安装板总成与底座和盖板装配好，重复上述加注电解液及之后的步骤，对待加工组件的另一边进行加工，加工完成后，取下外牺牲件及内牺牲件，加工后的待加工件本体即为所需的工件，如图20所示。

本发明的有益效果在于：

1）本发明设置了与待加工件本体相配合的内牺牲件和外牺牲件，内牺牲件和外牺牲件可以支撑工件并防止其在加工过程中产生变形；同时，内牺牲件和外牺牲件也具有密封的作用，可以防止电解液泄漏，并且内牺牲件和外牺牲件在加工过程中产生的缝隙形成了自然的流道，具有改善流场的作用，提高了加工精度；

2）本发明的上导流板和下导流板与底座和盖板完全贴合，待加工组件与定位夹紧装置完全贴合，这样能够自适应电解加工过程中待加工件本体和内牺牲件、外牺牲件的变形而时刻保持压紧状态，避免电解加工过程中电解液的泄漏；

3）本发明在加工过程中，上导流板与下导流板随阴极连杆和阴极刀具一起随动，电解液通过进液口一直流入上导流板并通过上十字形通槽均匀地流入各刀片间的缝隙中，这样可以保证加工时加工间隙流场均匀，有利于提高加工精度；

4）本发明的安装板总成与底座形成可拆装的分离式结构，方便取出，避免了在加工过程中打开盖板的繁琐过程，优化了加工过程，节省了加工时间；同时由于分离式结构的设计，后期可以根据不同的工件设计相应的定位夹紧装置，使得该加工工具的应用范围更加广泛。

5）本发明可以通过适当改变底座及盖板的尺寸来满足加工不同尺寸工件的要求，也可以适当调整刀片的形状和角度来满足加工不同要求的工件，同时也可以根据待加工件形状的不同，相应地调整内牺牲件和外牺牲件的形状，从而加工不同的柔性零件，加工适用范围较广。

6）本发明提供的电解加工工具，与传统的激光切割、CNC加工技术相比，具有加工范围广、加工效率高、加工表面质量好、工具无损耗、不存在机械切削力、一次性成形以及可获得复杂几何形状等优点；与增材制造技术相比，电解加工得到的工件表面粗糙度更低，精度更高，并且工件的机械性能以及疲劳强度等都更优秀。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：包括底座（1）及与底座（1）相配合的盖板（2），所述的底座（1）上设有贯穿底座（1）左右侧面设置的槽体（3），所述的槽体（3）包括与电解加工阴极（4）相配合的第一槽体（31）以及与待加工组件（5）相配合的第二槽体（32），所述的待加工组件（5）由定位夹紧装置限定其在第二槽体（32）内的移动和转动，所述第一槽体（31）与第二槽体（32）的槽长方向相垂直且第一槽体（31）与第二槽体（32）相互连通，所述底座（1）的左侧面设有密封板（6），所述底座的右侧面设有固定板（71），所述的槽体（3）在密封板（6）、固定板（71）、盖板（2）与底座（1）的配合连接下形成一密闭的腔体，所述的盖板（2）及底座（1）上分别设有与第一槽体（31）连通的电解液进液通道（21）及电解液出液通道（11），所述的定位夹紧装置与电源正极相连，所述电解加工阴极（4）与电源负极相连，所述的电解加工阴极（4）与机械式振动进给机构的传动轴绝缘连接，该传动轴驱动电解加工阴极（4）沿第一槽体（31）限定的方向水平进给以使电解加工阴极（4）上的阴极刀具（42）对待加工组件（5）进行电解加工。

2.根据权利要求1所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的电解加工阴极（4）包括阴极连杆（41），所述阴极连杆（41）的一端通过绝缘板（30）与机械式振动进给机构（20）的传动轴（201）相连，阴极连杆（41）的另一端固连有阴极刀具（42），所述的阴极刀具（42）上设有多个等距离平行设置的刀片（421），所述的刀片（421）呈纵向倾斜布置，所述阴极连杆（41）的上端面及下端面分别固定有上导流板（43）及下导流板（44），所述的上导流板（43）及下导流板（44）对称设置，且上导流板（43）及下导流板（44）在与阴极刀具（42）相对应的位置分别开设有上十字形通槽（45）及下十字形通槽（46），所述的上十字形通槽（45）与电解液进液通道（21）连通，所述的下十字形通槽（46）与电解液出液通道（11）连通，所述上十字形通槽（45）与下十字形通槽（46）之间通过各刀片（421）间的缝隙连通。

3.根据权利要求2所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的阴极连杆（41）与电源负极相连，所述的电解加工阴极（4）中除刀片（421）前端面外的各个端面均涂覆有绝缘层，所述的上导流板（43）及下导流板（44）均为绝缘板，且上导流板（43）的顶面与盖板（2）的底面贴合，上导流板（43）的底面与阴极连杆（41）的上端面贴合，下导流板（44）的顶面与阴极连杆（41）的下端面贴合，下导流板（44）的底面与第一槽体（31）的槽底贴合。

4.根据权利要求2所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述上十字形通槽（45）及下十字形通槽（46）中的横向槽均与电解加工阴极（4）的进给方向一致，所述上十字形通槽（45）的横向槽在电解加工阴极（4）进给时始终与电解液进液通道（21）连通，所述下十字形通槽（46）的横向槽在电解加工阴极（4）进给时始终与电解液出液通道（11）连通，所述上十字形通槽（45）及下十字形通槽（46）中的纵向槽与各刀片（421）位置相对应以保证电解液均匀流入各刀片（421）间的缝隙。

5.根据权利要求2所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的阴极连杆（41）包括截面呈矩形的第一连接体（411）以及截面呈圆形的第二连接体（412），所述的第一连接体（411）与第二连接体（412）为整体结构，且第二连接体（412）的截面面积大于第一连接体（411），所述的第一连接体（411）与阴极刀具（42）卡接相连并通过螺钉紧固，所述的阴极刀具（42）上设有卡块（422），所述的第一连接体（411）上设有与卡块（422）相配合的卡槽（413），所述的第二连接体（412）与绝缘板（30）连接，所述第一连接体（411）的上端面及下端面通过螺钉固定有上导流板（43）及下导流板（44），所述第一连接体（411）的高度与待加工组件（5）及阴极刀具（42）的高度相吻合。

6.根据权利要求1所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的电解液进液通道（21）为垂直贯穿盖板（2）设置的竖直通道，所述的电解液出液通道（11）为直角弯折型通道，电解液出液通道（11）的进口位于第一槽体（31）的底部，所述电解液出液通道（11）的出口位于底座（1）的后侧面，所述的盖板（2）上设有与电解液进液通道（21）连通的进液口（22），所述底座（1）的后侧面设有与电解液出液通道（11）连通的出液口（12），电解液的流通通道为进液口→电解液进液通道→上十字形通槽→阴极刀具→外牺牲件→待加工件本体→内牺牲件→下十字形通槽→电解液出液通道→出液口。

7.根据权利要求1所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的待加工组件（5）包括待加工件本体（51）、内牺牲件（52）和外牺牲件（53），所述的待加工件本体（51）为空心圆柱形工件，所述的内牺牲件（52）为与待加工件本体（51）的内壁形成过渡配合的圆柱体，所述的外牺牲件（53）为与待加工件本体（51）的外壁形成过渡配合的长方体，所述的外牺牲件（53）由左右两个块体对合而成以形成对待加工件本体（51）的包裹，所述内牺牲件（52）与外牺牲件（53）的长度与待加工件本体（51）的长度相吻合，所述外牺牲件（53）的高度与阴极连杆（41）中第一连接体（411）的高度相吻合，所述待加工件本体（51）的端面上设有沿轴向贯穿待加工件本体（51）的定位孔（511），所述的定位孔（511）沿待加工件本体（51）的周向对称设置两组，所述的外牺牲件（53）、内牺牲件（52）及待加工件本体（51）均采用NiTi合金材料制成。

8.根据权利要求1所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的待加工组件（5）通过安装板总成（7）放置在第二槽体（32）内，所述的安装板总成（7）为整体结构，包括竖直方向设置的固定板（71）以及垂直于固定板（71）内侧板面设置的承载板（72），所述的固定板（71）位于底座（1）的右侧面，且固定板（71）通过螺钉与底座（1）及盖板（2）固连，所述的承载板（72）位于第二槽体（32）内且整体呈L形，所述承载板（72）的直角处设有挡块（73），所述承载板（72）的水平板面用于放置待加工组件（5）且承载板（72）的水平板面上设有与下导流板（44）相避让的缺口（721），所述承载板（72）的水平板面与电解加工阴极（4）中第一连接体（411）的底面相平齐，所述承载板（72）的宽度与第二槽体（32）的宽度相吻合，所述承载板（72）的竖直板面上设有与定位夹紧装置相配合的销孔（722）。

9.根据权利要求8所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的定位夹紧装置包括设置在盖板（2）上的弹簧紧定螺丝（23）、设置在固定板（71）上的浮动支撑钉（711）、设置在底座（1）后侧面且与底座（1）螺纹连接的活动压杆（13）、设置在底座（1）前侧面的活动圆锥销（14）以及设置在承载板（72）竖直板面上的活动定位销（723），其中：弹簧紧定螺丝（22）与待加工组件（5）的顶面相配合夹紧，浮动支撑钉（711）与待工加组件（5）的右侧面相配合夹紧，所述的活动压杆（13）与待加工组件（5）的后侧面相配合夹紧，活动圆锥销（14）与承载板（72）竖直板面上的销孔（722）相配合定位，所述的活动定位销（723）与待加工组件（5）中待加工件本体（51）上的定位孔（511）相配合定位。

10.根据权利要求9所述的用于柔性零件的电解加工工具，其特征在于：所述的活动压杆（13）包括杆体（131）及杆体（131）端部设置的压块（132），所述的杆体（131）上设有螺纹段，所述的底座（1）上设有与螺纹段相配合的螺纹孔（15），所述的压块（132）与待加工组件（5）的端面相抵靠，且通过杆体（131）螺纹锁紧，所述的杆体（131）与压块（132）之间为球接触。

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