CN113369610B - 一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置及调节方法，包括：下置架、电极封装体、毛细玻璃管和金属丝，电极封装体设置在导电环上并与导电环电性连接，毛细玻璃管竖直设置且毛细玻璃管上端的部分与电极封装体连接，电极封装体上电性连接有导电螺柱，金属丝的一端延伸至毛细玻璃管内，金属丝的另一端缠绕在导电螺柱上，下置架内侧的下端设有标准阳极块，标准阳极块设置在毛细玻璃管的下方，导电环与直流电源的负极连接，标准阳极块与直流电源的正极连接，导电环与直流电源的负极或标准阳极块与直流电源的正极之间串联有电流表。本发明对电液束加工毛细玻璃管电极内的金属丝位置进行调节，保证了毛细玻璃管电极的标准一致性。

Description

一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及电化学加工技术领域，特别是涉及一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置及调节方法。

背景技术

现代航空发动机涡轮叶片是承受着高温、高载荷的关键部件。涡轮叶片叶身分布有大量的气膜孔，用于涡轮叶片表面形成气膜进行隔热和冷却。气膜孔孔径一般在0.2mm-0.8mm之间，空间角度复杂，加工难度极大。

电液束加工技术是一种无应力冷加工制孔方法，电液束加工小孔时，被加工金属工件接阳极，在呈收敛形状的绝缘毛细玻璃管喷嘴中有一金属丝接阴极，在阴、阳极间施加直流电压，净化的酸基溶液通过高压泵压入导电密封头进入毛细玻璃管电极中，被压入玻璃管内的液体形成持续液束射向加工工件加工部位，通过高压电场的作用，对阳极工件进行“溶解”加工。由于其冷加工的特性，与传统的热加工工艺比较，加工表面完整性好，从根本上消除了热再铸层和由此产生的微裂纹；不但小孔加工后不需要进行后续处理，满足加工表面无再铸层，无微裂纹，无热影响区的高品质要求，而且电液束加工出的叶片气冷小孔进出口光滑、无毛刺，加工表面粗糙度低，使得冷却效能大为提高，有利于发动机高温部件工作可靠性及高温涡轮性能的提高，为未来发动机长寿命叶片设计提供了重要的工艺基础，同时成为提高现代发动机及燃气轮机性能和寿命的重要技术之一。

电液束加工技术中，毛细玻璃管电极的设计与制备是其重要的核心技术。随着毛细玻璃管电极拉制水平的提高，在尺寸控制、液体通过流量的控制上已经达到了标准化。但是，毛细玻璃管电极中间置入的金属丝，其端头与电极出口端的距离，一直采用尺寸测量的方法保证。金属丝直径一般在

之间，极为柔软，测量难度较大，而端距尺寸的少许误差有时会对加工电极的输出参数造成较大影响。即在同等的加工条件(溶液压力、加工电压等)下，金属丝端距的不同会导致加工电流会出现较大的差异。因此，如何在电极的制备中有效调节金属丝位置，使得电极输出参数一致，是实现电液束加工电极标准化的关键。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例第一方面提供了一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，包括：电极封装体、毛细玻璃管、金属丝和直流电源等。通过控制导电金属丝位置与电流值的一致性，达到对电液束加工毛细玻璃管的一致性调试的目的。

本发明实施例第二方面提供了一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，将毛细玻璃管竖直固定在电极封装体上，将标准阳极块固定位于下置架底部，调节标准阳极与毛细玻璃管下端的距离至标准距离；将标准阳极块与直流电源正极电性连接，将导电环与直流电源的负极电性连接，并串联电流表；接通直流电源，拧转导电螺柱使金属丝在毛细玻璃管中的下端位置上移或下移，同时观察电流值变化，电流到达设定值。通过控制导电金属丝位置与电流值的一致性，使得金属丝位置调节过程得以大幅简化、工艺实施过程更加简单。

(2)技术方案

本发明的实施例第一方面提出了一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，包括：下置架、电极封装体、毛细玻璃管和金属丝，所述下置架上设有导电环，所述电极封装体设置在导电环上并与所述导电环电性连接，所述毛细玻璃管竖直设置且所述毛细玻璃管上端的部分与电极封装体连接，所述电极封装体上电性连接有导电螺柱，所述金属丝的一端延伸至所述毛细玻璃管内，所述金属丝的另一端缠绕在导电螺柱上，所述下置架内侧的下端设有标准阳极块，所述标准阳极块设置在所述毛细玻璃管的下方，且所述标准阳极块与所述毛细玻璃管之间存在一定距离的间隙，所述导电环与直流电源的负极连接，所述标准阳极块与所述直流电源的正极连接，且所述导电环与直流电源的负极或所述标准阳极块与所述直流电源的正极之间串联有电流表。

进一步地，所述导电螺柱上螺纹连接有压紧螺母，所述压紧螺母用于将金属丝压紧在电极封装体上。

进一步地，所述电极封装体上设有通孔，所述毛细玻璃管穿过所述通孔后竖直设置，且所述电极封装体与所述毛细玻璃管之间填充有环氧树脂。

进一步地，所述下置架上设有进液口，所述的进液口用于向所述标准阳极块与所述毛细玻璃管之间补充导电液。

进一步地，所述下置架上设有出液口。

进一步地，所述下置架的上端设有护罩。

本发明的实施例第二方面提出了一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，应用于本发明实施例第一方面任一项所述的毛细玻璃管内金属丝位置调节装置中，所述调节方法包括如下步骤：

将毛细玻璃管竖直固定在电极封装体上，将标准阳极块固定位于下置架底部，调节标准阳极与毛细玻璃管下端的距离至标准距离；

将金属丝插入毛细玻璃管中，金属丝下端接近毛细玻璃管下端，金属丝的上端缠绕在导电螺柱上；

将电极封装体放置在位于下置架上的导电环上，确保接触良好；

将标准阳极块与直流电源正极电性连接，将导电环与直流电源的负极电性连接，并串联电流表；

向下置架内补充加工溶液，保持标准阳极块与毛细玻璃管的下端浸没在加工溶液中；

接通直流电源，电压设定至额定电压，拧转导电螺柱使金属丝在毛细玻璃管中的下端位置上移或下移，同时观察电流值变化，电流到达设定值时，即停止拧转导电螺柱。

进一步地，所述标准阳极与毛细玻璃管之间的距离为0.1-2mm。

进一步地，所述加工溶液为导电液体。

进一步地，所述导电螺柱通过调整螺丝批进行拧转。

(3)有益效果

本发明在模拟加工环境的实验条件下，以一定电压下的预定电流值为目标，对电液束加工毛细玻璃管电极内的金属丝位置进行调节，替代了以往的以几何测量金属丝下端至毛细玻璃管下端距离调节的方法。调试后的毛细玻璃管电极，可以不再对几何法调节后的电极出现加工电流的偏差进行二次加工参数调节。为保证毛细玻璃管电极的标准一致性提供了非常好的解决方法。同时，本发明通过控制导电金属丝位置与电流值的一致性，使得金属丝位置调节过程得以大幅简化、工艺实施过程更加简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种电极金属丝位置调整的原理示意图。

图2是毛细玻璃管内金属丝位置调节装置的结构示意图。

图中：毛细玻璃管1、金属丝2、调整螺丝批3、护罩4、压紧螺母5、导电螺柱6、锁紧螺母7、电极封装体8、环氧树脂9、导电环10、下置架11、出液口12、标准阳极块13、加工溶液14、进液口15、阳极导线16、阴极导线17、直流电源18、电流表19。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参照附图1-附图2并结合实施例来详细说明本申请。

参阅附图1-附图2所示，根据本发明实施例第一方面的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，包括：下置架11、电极封装体8、毛细玻璃管1和金属丝2，所述下置架11上设有导电环10，所述电极封装体8设置在导电环10上并与所述导电环10电性连接，所述毛细玻璃管1竖直设置且所述毛细玻璃管1上端的部分与电极封装体8连接，所述电极封装体8上电性连接有导电螺柱6，所述金属丝2的一端延伸至所述毛细玻璃管1内，所述金属丝2的另一端缠绕在导电螺柱6上，所述下置架11内侧的下端设有标准阳极块13，所述标准阳极块13设置在所述毛细玻璃管1的下方，且所述标准阳极块13与所述毛细玻璃管1之间存在一定距离的间隙，所述导电环10与直流电源18的负极连接，所述标准阳极块13与所述直流电源18的正极连接，且所述导电环10与直流电源18的负极或所述标准阳极块13与所述直流电源18的正极之间串联有电流表19。

在本发明实施例中，利用下置架11支撑电极封装体8，通过电极封装体8来封装固定竖直设置的毛细玻璃管1，同时在电极封装体8上电性连接有导电螺柱6，利用电性连接有导电螺柱6连接金属丝2的一端，将金属丝2的另一端延伸至毛细玻璃管1内，从而当导电环10通过阴极导线17与直流电源18的负极连接时，直流电源18的负极便会依次与电极封装体8、导电螺柱6以及导电螺柱6电性连接。

除此之外，在毛细玻璃管1的下方设置有标准阳极块13，且标准阳极块13可以通过阳极导线16与直流电源18的正极连接，从而当在金属丝2与标准阳极块13之间填充导电介质以后，直流电源18、标准阳极块13以及金属丝2便会形成电导通，从而形成一个稳定的电流，通过串联的电流表19便可以检测到电流值的大小，此时如果改变标准阳极块13与金属丝2之间的距离，随着标准阳极块13与金属丝2之间位置的增大或减小，标准阳极块13与金属丝2之间填充的导电介质会对应变厚或变薄，进而利用导电介质厚度与电阻之间的正相关关系(即导电介质越厚，电阻越大；导电介质越薄，电阻越小)。也就是说，改变标准阳极块13与金属丝2之间的距离，便会改变标准阳极块13与金属丝2之间的电阻，而变化的电流值便会显示在电流表19上。当然，在本发明实施例中可以通过旋转导电螺柱6，增大或减少金属丝2缠绕在导电螺柱6上的长度，改变金属丝2在毛细玻璃管1内的长度，改变金属丝2与标准阳极块13之间的距离(该距离限定在导电介质内，当然导电介质可以根据需要填充一定的量，满足本发明实施例中金属丝位置调节的需求)。

下面可以参考附图1具体说明本发明实施例的工作原理：参阅附图1所示，毛细玻璃管1中间预先插入金属丝2，毛细玻璃管1前端与标准阳极块13浸泡在电液束加工溶液中并保持一个固定间隙H；金属丝2与标准阳极块13分别接入直流电源18的负极和正极，施加一定的电压U，读取电流值A；向上提拉金属丝2，逐渐增大金属丝2与标准阳极块13端距h，电流A逐渐减小，到达设定值后，停止调节并固定金属丝2在毛细玻璃管1上的位置。每支电极均按相同设置的参数进行调试，便可以保证毛细玻璃管电极加工参数的一致性，实现标准化调试。同时为了保证调试环境的一致性，标准阳极块13的上表面可以为惰性金属层。

综上所述，本发明实施例在模拟加工环境的实验条件下，以一定电压下的预定电流值为目标，对电液束加工毛细玻璃管电极内的金属丝2位置进行调节，替代了以往的以几何测量金属丝2下端至毛细玻璃管1下端距离调节的方法。调试后的毛细玻璃管电极，可以不再对几何法调节后的电极出现加工电流的偏差进行二次加工参数调节。为保证毛细玻璃管电极的标准一致性提供了非常好的解决方法。

具体的，参阅附图2所示，本发明第一方面的又一实施例中，所述导电螺柱6上螺纹连接有压紧螺母5，所述压紧螺母5用于将金属丝2压紧在电极封装体8上。设置的压紧螺母5可以用于将金属丝2压紧在电极封装体8上，降低金属丝2松动、脱落的可能性，提高金属丝2在毛细玻璃管1内位置的准确性。

进一步地，本发明一实施例中，参阅附图2所示，在导电螺柱6上还可以螺纹连接有锁紧螺母7，锁紧螺母7与压紧螺母5相对设置，且锁紧螺母7靠近电极封装体8的一端，这样可以将金属丝2的一端缠绕在导电螺柱6位于锁紧螺母7与压紧螺母5之间的位置，当调节锁紧螺母7与压紧螺母5彼此靠近时，便可以稳定夹持金属丝2，实现金属丝2位置的锁定。

具体的，参阅附图2所示，本发明第一方面的另一实施例中，所述电极封装体8上设有通孔，所述毛细玻璃管1穿过所述通孔后竖直设置，且所述电极封装体8与所述毛细玻璃管1之间填充有环氧树脂9。在本发明实施例中通过环氧树脂9填充电极封装体8与毛细玻璃管1之间区域，使得毛细玻璃管1在保持竖直状态下稳定可靠地与电极封装体8固定在一起，而且使用环氧树脂9填充具有无毒、使用时间长、便于拆卸的优点。

具体的，参阅附图2所示，本发明第一方面的一实施例中，所述下置架11上设有进液口15，所述的进液口15用于向所述标准阳极块13与所述毛细玻璃管1之间补充导电液。如前所述，导电液用于在金属丝2与标准阳极块13之间形成导电通路，因此，在下置架11上设置进液口15，便于向标准阳极块13与毛细玻璃管1之间补充导电液。

进一步地，参阅附图2所示，所述下置架11上设有出液口12。与进液口15相对应设置的出液口12便于在导电结束后排出下置架11内的导电液。

具体的，参阅附图2所示，所述下置架11的上端设有护罩4。由于毛细玻璃管1、金属丝2直径非常细，空气流动会造成毛细玻璃管1、金属丝2的晃动，进而影响金属丝2在毛细玻璃管1内的准确位置，因此在下置架11的上端设置护罩4，可以减少空气流动对毛细玻璃管1、金属丝2造成的晃动，进而保证金属丝2的下端在毛细玻璃管1中的位置保持精确。所以，护罩4和下置架11的配合使用使得毛细玻璃管1、金属丝2处于相对稳定的环境中，有利于提高毛细玻璃管1内金属丝2位置调节的精确度。

参阅附图1-附图2所示，根据本发明实施例第二方面的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，应用于本发明实施例第一方面的任一项所述的毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，所述调节方法包括如下步骤：

将毛细玻璃管1竖直固定在电极封装体8上，将标准阳极块13固定位于下置架11底部，调节标准阳极13与毛细玻璃管1下端的距离至标准距离；

将金属丝2插入毛细玻璃管1中，金属丝2下端接近毛细玻璃管1下端，金属丝2的上端缠绕在导电螺柱6上；

将电极封装体8放置在位于下置架11上的导电环10上，确保接触良好；

将标准阳极块13与直流电源18正极电性连接，将导电环10与直流电源18的负极电性连接，并串联电流表19；

向下置架11内补充加工溶液14，保持标准阳极块13与毛细玻璃管1的下端浸没在加工溶液14中；

接通直流电源18，电压设定至额定电压，拧转导电螺柱6使金属丝2在毛细玻璃管1中的下端位置上移或下移，同时观察电流值变化，电流到达设定值时，即停止拧转导电螺柱6。

在本发明实施例中，利用本发明实施例第一方面的毛细玻璃管内金属丝位置调节装置对毛细玻璃管内金属丝位置进行调节。首先将毛细玻璃管1竖直固定在电极封装体8上，将标准阳极块13固定位于下置架11底部，调节标准阳极13与毛细玻璃管1下端的距离至标准距离，这样确保每一个标准阳极13与毛细玻璃管1下端的距离都处于一个标准值，在此统一标准下进行测量，可以消除距离对测试结果的影响；其次，本发明实施例将金属丝2插入毛细玻璃管1中，金属丝2下端接近毛细玻璃管1下端，金属丝2的上端缠绕在导电螺柱6上，将电极封装体8放置在位于下置架11上的导电环10上，确保接触良好，在该步骤中将金属丝2的上端缠绕在导电螺柱6上，这样可以通过拧转导电螺柱6，导电螺柱6在转动的同时带动金属丝2转动，进而达到调节，金属丝2在毛细玻璃管1内位置的目的；再次，本发明实施例将标准阳极块13通过阳极导线16与直流电源18正极电性连接，将导电环10与直流电源18的负极电性连接，并串联电流表19；向下置架11内补充加工溶液14，保持标准阳极块13与毛细玻璃管1的下端浸没在加工溶液14中，利用加工溶液14在金属丝2与标准阳极块13之间产生电性连接作用，此时串联的电流表19便会准确记录下电流值。最后，本发明实施例在接通直流电源18后，将电压设定至额定电压，拧转导电螺柱6使金属丝2在毛细玻璃管1中的下端位置上移或下移，同时观察电流值变化，电流到达设定值时，即停止拧转导电螺柱6。

本发明实施例在统一标准阳极块13与毛细玻璃管1之间的距离、加工溶液14的量、测试电压能数值以后，根据电流与金属丝2在毛细玻璃管1内位置的关系进行调节，调节金属丝2到某一位置时使得电流表19的电流值达到标准值，替代了现有技术中以几何测量金属丝2下端至毛细玻璃管1下端距离调节的方法，调试后的电极精确度高、一致性好，可以不再需要再次调节加工参数。

同时，在本发明实施例中，额定电压可以根据需要而定，如50V、110V、220V等，其不应构成对本申请的限制。

具体地，根据本发明实施例第二方面的又一实施例，所述标准阳极13与毛细玻璃管1之间的距离为0.1-2mm。当然标准阳极13与毛细玻璃管1之间的距离可以为0.1mm，也可以为2mm，还可以为1mm，标准阳极13与毛细玻璃管1之间的距离具体根据实际情况而定，例如测试电压、测试速度、对精确度的要求等等，其不应构成对本申请的限制。

具体地，根据本发明实施例第二方面的另一实施例，所述加工溶液14为导电液体。如前所述，本发明实施例利用加工溶液14在毛细玻璃管1与标准阳极块13之间形成通路，因此加工溶液14可以为导电性的液体。

具体地，根据本发明实施例第二方面的一实施例，所述导电螺柱6通过调整螺丝批3进行拧转。在本发明实施例中，导电螺柱6与直流电源18连通，因而使用调整螺丝批3进行拧转可以避免触电风险；同时，在本发明实施例中当在下置架11上设置护罩4时，借助调整螺丝批3可以深入到护罩4内方便对导电螺柱6进行调节，且不影响护罩4的防护作用。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，包括：下置架(11)、电极封装体(8)、毛细玻璃管(1)和金属丝(2)，所述下置架(11)上设有导电环(10)，所述电极封装体(8)设置在导电环(10)上并与所述导电环(10)电性连接，所述毛细玻璃管(1)竖直设置且所述毛细玻璃管(1)上端的部分与电极封装体(8)连接，所述电极封装体(8)上电性连接有导电螺柱(6)，所述金属丝(2)的一端延伸至所述毛细玻璃管(1)内，所述金属丝(2)的另一端缠绕在导电螺柱(6)上，所述下置架(11)内侧的下端设有标准阳极块(13)，所述标准阳极块(13)设置在所述毛细玻璃管(1)的下方，且所述标准阳极块(13)与所述毛细玻璃管(1)之间存在一定距离的间隙，所述导电环(10)与直流电源(18)的负极连接，所述标准阳极块(13)与所述直流电源(18)的正极连接，且所述导电环(10)与直流电源(18)的负极或所述标准阳极块(13)与所述直流电源(18)的正极之间串联有电流表(19)。

2.根据权利要求1所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述导电螺柱(6)上螺纹连接有压紧螺母(5)，所述压紧螺母(5)用于将金属丝(2)压紧在电极封装体(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述电极封装体(8)上设有通孔，所述毛细玻璃管(1)穿过所述通孔后竖直设置，且所述电极封装体(8)与所述毛细玻璃管(1)之间填充有环氧树脂(9)。

4.根据权利要求1所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述下置架(11)上设有进液口(15)，所述的进液口(15)用于向所述标准阳极块(13)与所述毛细玻璃管(1)之间补充导电液。

5.根据权利要求1或4所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述下置架(11)上设有出液口(12)。

6.根据权利要求1所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述下置架(11)的上端设有护罩(4)。

7.一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，应用于权利要求1-6任一项所述的毛细玻璃管内金属丝位置调节装置，其特征在于，所述调节方法包括如下步骤：

将毛细玻璃管(1)竖直固定在电极封装体(8)上，将标准阳极块(13)固定位于下置架(11)底部，调节标准阳极块 (13)与毛细玻璃管(1)下端的距离至标准距离；

将金属丝(2)插入毛细玻璃管(1)中，金属丝(2)下端接近毛细玻璃管(1)下端，金属丝(2)的上端缠绕在导电螺柱(6)上；

将电极封装体(8)放置在位于下置架(11)上的导电环(10)上，确保接触良好；

将标准阳极块(13)与直流电源(18)正极电性连接，将导电环(10)与直流电源(18)的负极电性连接，并串联电流表(19)；

向下置架(11)内补充加工溶液(14)，保持标准阳极块(13)与毛细玻璃管(1)的下端浸没在加工溶液(14)中；

接通直流电源(18)，电压设定至额定电压，拧转导电螺柱(6)使金属丝(2)在毛细玻璃管(1)中的下端位置上移或下移，同时观察电流值变化，电流到达设定值时，即停止拧转导电螺柱(6)。

8.根据权利要求7所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，其特征在于，所述标准阳极块 (13)与毛细玻璃管(1)之间的距离为0.1- 2mm。

9.根据权利要求7所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，其特征在于，所述加工溶液(14)为导电液体。

10.根据权利要求7所述的一种毛细玻璃管内金属丝位置调节方法，其特征在于，所述导电螺柱(6)通过调整螺丝批(3)进行拧转。

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