CN113333879B - 一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解加工装置技术领域，具体涉及一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置。为解决传统加工很难对复杂型腔进行加工以及正流式电解加工后工件表面粗糙度较高的问题。本发明的技术方案包括夹具底板，夹具底板上设置有型腔电解加工装置，待加工工件设置于夹具底板与型腔电解加工装置之间，并通过工件夹具夹紧；所述的型腔电解加工装置的结构包括防水套，防水套内从上到下设置有阴极杆、聚液板和阴极头，所述的阴极杆与聚液板中部设置有贯穿相通的排液主流道和内聚液腔，阴极头上设置有若干个回液孔，回液孔与排液主流道相通；所述的阴极头的下端面与端盖模具型腔结构相对应。

Description

一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置

技术领域

本发明涉及电解加工装置技术领域，具体涉及一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置。

背景技术

随着经济的迅速发展，工业水平的逐步提高，人类消费结构日趋复杂，模具作为不可或缺的工艺装备，正在进入重要的发展时期。

当前，产品构件形状复杂、材料硬度高，精度、强度、韧性要求高，对于模具型腔的加工也提出了更高的要求。对于一些复杂构件的型腔，通过传统加工很难达到要求，在梯度较大的部位很难进行加工。由于电解加工具有加工范围广，不受材料机械物理性能的限制，加工质量好，生产效率高并且阴极无损耗，可用于加工复杂型面以及难加工材料。

电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应因而去除工件上多余材料、将零件加工成型的一种方法。电解加工中流场的设置对整个加工过程极为重要。

对此如何设计一种用于加工难度高的复杂型腔的电解加工装置是本行业的技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决传统加工很难对复杂型腔进行加工以及正流式电解加工后工件表面粗糙度较高的问题，提供一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：包括夹具底板，夹具底板上设置有型腔电解加工装置，待加工工件设置于夹具底板与型腔电解加工装置之间，并通过工件夹具夹紧；

所述的型腔电解加工装置的结构包括防水套，防水套内从上到下设置有阴极杆、聚液板和阴极头，所述的阴极杆与聚液板中部设置有贯穿相通的排液主流道和内聚液腔，阴极头上设置有若干个回液孔，回液孔与排液主流道相通；所述的阴极头的下端面与端盖模具型腔结构相对应；

所述的防水套上部内壁设置有分液筒，阴极杆顶部伸入于分液筒底部的阶梯孔内，分液筒的圆周上设置有废液排出口，废液排出口与分液筒的阶梯孔相通；分液筒上部设置有凹槽，凹槽处往下贯穿设置有一圈分流道，分流道与阴极杆和防水套之间的空腔相通；所述的分液筒上部设置有阴极连接板，阴极连接板中间设置有主流道，主流道依次与分流道相通。

进一步，阴极杆为阶梯轴状，阶梯轴上设置有螺纹，通过螺纹与分液筒底部的阶梯孔的内螺纹相配合连接。

进一步，分液筒与防水套之间设有间隙，防水套上端设有密封圈，下端设有密封垫片。

进一步，防水套与待加工工件之间设置有导电板。

进一步，废液排出口上连接有废液排出水管。

进一步，阴极连接板为“工”字型。

进一步，阴极头为圆盘结构。

进一步，阴极头和聚液板材料为导电性材料，其外壁设有绝缘层。

进一步，防水套材料为具有绝缘性能的玻璃钢。

进一步，工件夹具包括压板、固定块和定位块；所述的压板的一端压设于导电板上，中部通过压紧螺钉设置于夹具底板上，另一端通过支撑螺栓支撑于夹具底板上；固定块和定位块设置有2组，分别设置于夹具底板上用于固定待加工工件的侧面。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明基于电化学加工原理，由于工具阴极与待加工工件之间无接触，工具阴极不会损耗，避免了传统机加工中刀具磨损、变形等问题。同时加工中无切削力和切削热的作用，不会产生工件的变形、毛刺、刀痕等现象；

2、本发明采用反流式电解加工方法，相对正流式，反流式在阴极端面处流速高于正流式，如此有利于迅速带走加工间隙中电解产物和热量，确保整个加工过程顺利完成；

3、本发明聚液板和阴极头为分离结构，可根据需要更换不同构型的阴极，同时若发生短路，只需更换阴极头，提高生产效率，降低加工成本；

4、本发明工件夹具结构简单，免去了在夹具制造中大面积去除材料，节省成本。同时拆卸简单，可根据需要自行组装，以满足不同尺寸的工件的夹紧定位。

附图说明：

图1为电解加工正流式原理图；

图2为电解加工反流式原理图；

图3为电解加工侧流式原理图；

图4为待加工工件示意图；

图5为本发明反流式摩托车端盖电解加工装置示意图；

图6为本发明反流式摩托车端盖电解加工装置立体示意图；

图7为本发明反流式流场示意图；

图中：1、阴极连接板；2、分液筒；3、阴极杆；4、聚液板；5、阴极头；6、待加工工件；7、导电板；8、防水套；9、废液排出水管；10、压紧螺栓；11、压板；12、支撑螺栓；13、夹具底板；14、固定块；15定位块；

101、主流道；102、供液聚液腔；103、分流道；104、空腔；105、回液孔；106、内聚液腔；107、排液主流道；108、废液排出口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

电解加工流场按电解液的流动方向分为正流式、反流式和侧流式三种。图1为正流式原理图，正流式电解加工装置，加工后工件表面粗糙度较高，反流式相对于正流式可明显降低加工后工件的表面粗糙度，a为工具阴极b为工件阳极，电解液由工具阴极内腔流入，在工具阴极与工件阳极之间的加工间隙处流出，此法结构简单，但电解液流动不充分，在型腔加工中会在表面形成“流纹”光洁度较差。图2为侧流式原理图，a为工具阴极b为工件阳极，电解液由工具阴极的一侧流入，经加工间隙从一侧流出，此法电解液流动充分，不易产生“流纹”但结构复杂，通常用于浅型腔，对于深型腔以及型面复杂的型腔不适用。图3为反流式原理图，a为工具阴极b为工件阳极，电解液由工具阴极四周流入加工间隙，从工具阴极内腔流出，此法电解液流动充分，不易产生“流纹”，但流道以及夹具的设计比较复杂。

本发明实施例提供一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，如图5和6所示，包括阴极连接板1、分流板2、阴极杆3、聚液板4、阴极头5、待加工工件6、导电板7、防水套8、废液排出水管9和夹具底板13；夹具底板13上设置有型腔电解加工装置，待加工工件设置于夹具底板13与型腔电解加工装置之间，并通过工件夹具夹紧；待加工工件6的结构如图4所示，

所述的型腔电解加工装置的结构包括筒状的防水套8，防水套8内从上到下设置有阴极杆3、聚液板4和阴极头5，所述的阴极杆3与聚液板4中部设置有贯穿相通的排液主流道107和内聚液腔106，阴极头5上设置有若干个回液孔105，回液孔105与排液主流道107相通；所述的阴极头5的下端面与摩托车端盖模具型腔结构相对应；

所述的防水套8上部内壁设置有分液筒2，阴极杆3顶部伸入于分液筒2底部的阶梯孔内，分液筒2的圆周上设置有废液排出口108，废液排出口108上连接有废液排出水管9，废液排出口108与分液筒2的阶梯孔相通；分液筒2上部设置有凹槽，凹槽处往下贯穿设置有一圈分流道103，分流道103与阴极杆3和防水套8之间的空腔相通；所述的分液筒2上部设置有“工”字型的阴极连接板1，阴极连接板1中间设置有主流道101，主流道101依次与分流道103相通。

上述阴极杆3为阶梯轴状，阶梯轴上设置有螺纹，通过螺纹与分液筒2底部的阶梯孔的内螺纹相配合连接。

上述分液筒2与防水套8为满足阴极随机床主轴进给运动，之间设有间隙，防水套8上端设有密封圈，下端设有密封垫片，均用于避免加工区域电解液流出。

上述防水套8与待加工工件之间设置有导电板7，防水套8上端设有用于安装密封圈的凹槽。

上述阴极头5为圆盘结构。

上述阴极体(阴极体包含阴极头5和聚液板4两部分)材料具有导电性能，在其外壁设有绝缘层。

上述防水套8材料为具有绝缘性能的玻璃钢，由于玻璃钢具有绝缘性能，以此可避免工具阴极与工件阳极短路造成对设备的损坏。

本发明阴极连接板1上端设有轴肩，经轴肩定位与机床阴极安装板之间连接，实现同机床主轴上下进给运动以及供液。阴极连接板1下端与分液筒2连接。分液筒2为阶梯轴结构，下端直径大于上端，上端设有废液排出口与废液排出水管9连接，此结构可节省加工机床内部空间同时保证加工区域流场流动充分。阴极杆3上端为阶梯轴结构，并设有螺纹，此结构可实现分液筒2与阴极杆3安装与拆卸，便于在加工过程中更换阴极，提高加工效率。阴极体分为两部分聚液板4和阴极头5，在加工中如遇到短路造成工具阴极的损坏，由于阴极体结构采用两部分结合，只需更换阴极头5即可，降低加工成本。防水套8与分液筒2外侧连接两者之间安装有密封圈，以防供液时电解液流出加工区域。防水套8下端与导电板7连接，两者之间设有密封垫片，以防电解液流出加工区域。待加工工件6构型如图4所示，加工区域为中部圆形台面，工件上接导电板7与电源正极相连。

上述工件夹具夹具底板13、定位块15、固定块14、压板11、支撑螺栓12、压紧螺栓10。夹具底板13下接机床底座，定位块15与固定块14连接在夹具底板13上，共设有两组。定位块15设有两通孔，用于安装定位钉。固定块14设有螺纹孔，用于安装螺栓，通过螺栓的拧紧，进而使工件夹紧，限制其XY方向上的运动，在工件两对角侧设有支撑螺栓12、压紧螺栓10及压板11，压板11中部设有通孔用于安装压紧螺栓10，压板一侧置于导电板7上，另一侧置于支撑螺栓12上，螺母在压紧螺栓10上拧紧，进而对工件压紧，限制其Z方向上移动。

本发明反流式电解液流动方向实施如图7所示：电解液经阴极连接板1内主流道101供液，进入分液筒2供液聚液腔102，经供液聚液腔102充分汇集后经分液筒2内的分流道103流入防水套8、导电板7及工件6所围成的空腔104加工区域，此时电解液充满阴极头5与工件6之间的加工间隙，加工后产生的废液，经阴极头5内部回液孔105流入聚液板内聚液腔106，经聚液腔汇聚之后废液流入阴极杆3内排液主流道107，后经废液排出口108排出。

回液孔105为若干回液小孔，依据阴极盘状结构均匀分布，电解液由加工间隙经回液孔105流入内聚液腔106进行汇聚后排出，设置若干孔的目的是使电解液回液流入到内聚液腔106，并且小孔可以提高加工间隙内电解液的流速。

以上所述仅是本发明的优选实施例，并非用于限定本发明的保护范围，应当指出，对本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对其进行若干改进与润饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：包括夹具底板（13），夹具底板（13）上设置有型腔电解加工装置，待加工工件设置于夹具底板（13）与型腔电解加工装置之间，并通过工件夹具夹紧；

所述的型腔电解加工装置的结构包括防水套（8），防水套（8）内从上到下设置有阴极杆（3）、聚液板（4）和阴极头（5），所述的阴极杆（3）与聚液板（4）中部设置有贯穿相通的排液主流道（107）和内聚液腔（106），阴极头（5）上设置有若干个回液孔（105），回液孔（105）与排液主流道（107）相通；所述的阴极头（5）的下端面与端盖模具型腔结构相对应；

所述的防水套（8）上部内壁设置有分液筒（2），阴极杆（3）顶部伸入于分液筒（2）底部的阶梯孔内，分液筒（2）的圆周上设置有废液排出口（108），废液排出口（108）与分液筒（2）的阶梯孔相通；分液筒（2）上部设置有凹槽，凹槽处往下贯穿设置有一圈分流道（103），分流道（103）与阴极杆（3）和防水套（8）之间的空腔相通；所述的分液筒（2）上部设置有阴极连接板（1），阴极连接板（1）中间设置有主流道（101），主流道（101）依次与分流道（103）相通；

所述的阴极杆（3）为阶梯轴状，阶梯轴上设置有螺纹，通过螺纹与分液筒（2）底部的阶梯孔的内螺纹相配合连接；

所述的分液筒（2）与防水套（8）之间设有间隙，防水套（8）上端设有密封圈，下端设有密封垫片；

所述的防水套（8）与待加工工件之间设置有导电板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：所述的废液排出口（108）上连接有废液排出水管（9）。

3.根据权利要求1或2所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：所述的阴极连接板（1）为“工”字型。

4.根据权利要求3所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：所述的阴极头（5）为圆盘结构。

5.根据权利要求4所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：所述的阴极头（5）和聚液板（4）材料为导电性材料，其外壁设有绝缘层。

6.根据权利要求5所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于，防水套（8）材料为具有绝缘性能的玻璃钢。

7.根据权利要求6所述的一种反流式端盖型腔零件的电解加工装置，其特征在于：所述的工件夹具包括压板（11）、固定块（14）和定位块（15）；所述的压板（11）的一端压设于导电板（7）上，中部通过压紧螺钉（10）设置于夹具底板（13）上，另一端通过支撑螺栓（12）支撑于夹具底板（13）上；固定块（14）和定位块（15）设置有2组，分别设置于夹具底板（13）上用于固定待加工工件的侧面。

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