CN113943971A - 一种双金属内层铜材料电化学溶解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种双金属内层铜材料电化学溶解装置，包括安装座、工件阳极、工具阴极、安装板和驱动机构；安装座上安装有储液槽，储液槽上安装有与其内部连通的出液管；工件阳极一端伸入到储液槽内且工件阳极与储液槽之间密封连接；安装板安装在安装座上，工件阳极位于储液槽外侧一端与安装板密封连接，安装板上安装有与工件阳极内部连通的进液管；工具阴极设置在储液槽内并与工件阳极同轴设置，工具阴极远离工件阳极一侧连接有与其同轴设置的固定杆，固定杆由驱动机构驱动沿着工件阳极轴向移动以伸入或抽出工件阳极内。本发明在电解加工作用下实现对双金属内层铜材料进行去除加工，大大降低了加工难度，并且有利于电解液中的铜离子回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种电化学溶解装置，尤其涉及一种双金属内层铜材料电化学溶解装置。
背景技术
为了得到截面是六棱柱状的钨工件，一般是先制造出一个截面为六棱柱状的铜工件，然后通过相关增材制造工艺在铜工件表面将钨材料进行沉积得到双金属复合件，形成如图1所示的双金属复合钨工件a，其中外层a1钨金属截面为六边形，内层a2铜截面为外围六边形且内圈为圆形；然后通过电化学溶解加工方法进行内层铜材料的溶解，得到六棱柱状的钨工件；铜材料以铜离子存在于电解液中，采用一定的回收工艺将电解液中的铜离子重新回收。
电化学溶解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。但是，传统的电化学溶解加工方法加工该形状的铜工件时，加工效率低下，也不利于铜材料的回收。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种双金属内层铜材料电化学溶解装置。
本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置，包括安装座、工件阳极、工具阴极、安装板和驱动机构；安装座上安装有储液槽，储液槽上安装有与其内部连通的出液管；工件阳极一端伸入到储液槽内且工件阳极与储液槽之间密封连接；安装板安装在安装座上，工件阳极位于储液槽外侧一端与安装板密封连接，安装板上安装有与工件阳极内部连通的进液管；工具阴极设置在储液槽内并与工件阳极同轴设置，工具阴极远离工件阳极一侧连接有与其同轴设置的固定杆，固定杆由驱动机构驱动沿着工件阳极轴向移动以伸入或抽出工件阳极内。
优选的，安装板开设有与工件阳极相适配的安装槽，工件阳极端部嵌装在安装槽内且工件阳极与安装板贴合位置处设置有第一密封圈；进液管与安装槽同轴设置并与安装槽连通。
优选的，安装座上设置有固定板且固定板设置在安装板靠近储液槽一侧，安装板通过螺栓安装在固定板上，固定板上开设有与工件阳极相适配并与安装槽同轴设置的定位槽，工件阳极穿过定位槽伸入安装槽内，固定板上安装有与工件阳极同轴设置并用于夹持工件阳极的三爪卡盘。
优选的，工具阴极包括同轴设置并一体成型的六棱柱段和椎体段，六棱柱段、椎体段分别连接有后引导板、前引导板，后引导板与固定杆连接。
优选的，前引导板、后引导板上分别均匀开设有多个前引流孔、多个后引流孔。
优选的，工件阳极的中轴线竖直布置且工件阳极设置在储液槽底端，安装座上位于储液槽上方设置有上下布置的第一稳固板、第二稳固板，第一稳固板、第二稳固板上分别开设有竖直布置的第一稳固孔、第二稳固孔，第一稳固孔、第二稳固孔内分别配合安装有第一橡胶套筒、第二橡胶套筒，固定杆伸出到储液槽外后依次穿过第二橡胶套筒、第一橡胶套筒与驱动机构连接，固定杆与第一橡胶套筒、第二橡胶套筒间隙配合。
优选的，还包括第一密封盖和第二密封盖；储液槽顶端开设有开口，第一密封盖配合安装在开口处以对储液槽进行密封，第一密封盖开设有与固定杆同轴设置的通孔；通孔为圆柱台阶孔，包括从内到外依次设置的小径孔、中径孔、大径孔，第二密封盖配合安装在大径孔内以对通孔进行密封，第二密封盖与第一密封盖贴合位置处设置有第二密封圈；固定杆穿过小径孔、第二密封圈后贯穿第二密封盖伸出到储液槽外与驱动机构连接，固定杆与第二密封盖间隙配合并与第二密封圈滑动密封配合。
优选的，储液槽内设置有套设在工件阳极外侧的连接管，连接管内壁与工件外壁贴合且工件阳极与连接管贴合位置处设置有第三密封圈。
优选的，出液管设置在储液槽靠近连接管一端，出液管的高度低于连接管顶端高度。
优选的，储液槽外壁设置有若干个连接板，安装座上设置有若干个支撑板，支撑板与连接板一一对应设置且支撑板与连接板之间通过螺栓连接。
本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置，将双金属复合钨工件作为工件阳极安装到储液槽，安装座固定在机床工作台上，电解液由液压泵输送至进液管，进入工件阳极与工具阴极之间的加工间隙区域内参与电化学反应，并从储液槽的出液管流出流回电解液池；机床Z轴作为驱动机构与固定杆连接，在电化学加工机床运动控制系统的作用下实现工具阴极的进给运动，实现内层铜金属的高效电化学溶解。本发明在电解加工作用下实现对双金属内层铜材料进行去除加工，大大降低了加工难度，并且有利于在加工完成后将含有铜离子的电解液中的铜离子采取一定的工艺进行回收。
附图说明
图1为双金属复合钨工件结构示意图；
图2为本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置的结构示意图；
图3为本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置的剖视图；
图4为本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置中工具阴极的结构示意图；
图5为本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置中安装板的结构示意图；
图6为本发明提出的一种双金属内层铜材料电化学溶解装置中安装座的结构示意图。
具体实施方式
参照图2-图6，本发明提出一种双金属内层铜材料电化学溶解装置，包括安装座1、工件阳极2、工具阴极3、安装板4和驱动机构5；其中：
安装座1上安装有储液槽6，储液槽6上安装有与其内部连通的出液管7。工件阳极2一端伸入到储液槽6内且工件阳极2与储液槽6之间密封连接。安装板4安装在安装座上，工件阳极2位于储液槽6外侧一端与安装板4密封连接，安装板4上安装有与工件阳极2内部连通的进液管8。工具阴极3设置在储液槽6内并与工件阳极2同轴设置，工具阴极3远离工件阳极2一侧连接有与其同轴设置的固定杆9，固定杆9由驱动机构5驱动沿着工件阳极2轴向移动以伸入或抽出工件阳极2内。
本发明在工作时，将双金属复合钨工件作为工件阳极2安装到储液槽6，安装座1固定在机床工作台上，电解液由液压泵输送至进液管8，进入工件阳极2与工具阴极3之间的加工间隙区域内参与电化学反应，并从储液槽6的出液管7流出流回电解液池；工件阳极2、工具阴极3分别与电极的正负极连接，机床Z轴作为驱动机构与固定杆9连接，在电化学加工机床运动控制系统的作用下，驱动工具阴极3向下移动进给进行电解加工，工件阳极2、工具阴极3之间保持较小的间隙，电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而使工件阳极2发生电化学阳极溶解；随着工具阴极3相对工件阳极2不断进给，铜金属不断被溶解，产物由电解液带走，最终形成六棱柱状的钨工件，实现内层铜金属的高效电化学溶解。
本实施例中，为了方便工件阳极2的安装，安装板4开设有与工件阳极2相适配的安装槽10，工件阳极2端部嵌装在安装槽10内且工件阳极2与安装板4贴合位置处设置有第一密封圈11。进液管8与安装槽10同轴设置并与安装槽10连通。安装座上设置有固定板12且固定板12设置在安装板4靠近储液槽6一侧，安装板4通过螺栓安装在固定板12上，固定板12上开设有与工件阳极2相适配并与安装槽10同轴设置的定位槽13，工件阳极2穿过定位槽13伸入安装槽10内，固定板12上安装有与工件阳极2同轴设置并用于夹持工件阳极2的三爪卡盘14。工作之前，将安装板4从固定板12上取下，将工件阳极2穿过定位槽13后伸入到储液槽6内，由三爪卡盘14固定住工件阳极2，再安装安装板4，保证安装板4与工件阳极2之间的密封性。
在具体实施例中，工具阴极3包括同轴设置并一体成型的六棱柱段和椎体段，六棱柱段、椎体段分别连接有后引导板15、前引导板16，后引导板15与固定杆9连接，前引导板16、后引导板15的作用是防止工具阴极3在小间隙的加工区域内工具阴极3发生抖动。前引导板16、后引导板15上分别均匀开设有多个前引流孔17、多个后引流孔18，前引流孔17、多个后引流孔18是为了电解液能够顺利均匀流过去。
在具体实施例中，工件阳极2的中轴线竖直布置且工件阳极2设置在储液槽6底端，安装座上位于储液槽6上方设置有上下布置的第一稳固板19、第二稳固板20，第一稳固板19、第二稳固板20上分别开设有竖直布置的第一稳固孔、第二稳固孔，第一稳固孔、第二稳固孔内分别配合安装有第一橡胶套筒21、第二橡胶套筒22，固定杆9伸出到储液槽6外后依次穿过第二橡胶套筒22、第一橡胶套筒21与驱动机构5连接，固定杆9与第一橡胶套筒21、第二橡胶套筒22间隙配合.设置第一稳固板19、第二稳固板20可以保证固定杆9移动的稳定性，第一橡胶套筒21、第二橡胶套筒22保证在加工中，固定杆9不会第一稳固板19、第二稳固板20发生短路。
在具体实施例中，还包括第一密封盖23和第二密封盖24；储液槽6顶端开设有开口，第一密封盖23配合安装在开口处以对储液槽6进行密封，第一密封盖23开设有与固定杆9同轴设置的通孔；通孔为圆柱台阶孔，包括从内到外依次设置的小径孔、中径孔、大径孔，第二密封盖24配合安装在大径孔内以对通孔进行密封，第二密封盖24与第一密封盖23贴合位置处设置有第二密封圈25；固定杆9穿过小径孔、第二密封圈25后贯穿第二密封盖24伸出到储液槽6外与驱动机构5连接，固定杆9与第二密封盖24间隙配合并与第二密封圈25滑动密封配合。
在具体实施例中，储液槽6内设置有套设在工件阳极2外侧的连接管26，连接管26内壁与工件外壁贴合且工件阳极2与连接管26贴合位置处设置有第三密封圈，保证加工的定位精度。出液管7设置在储液槽6靠近连接管26一端，出液管7的高度低于连接管26顶端高度。
在具体实施例中，储液槽6外壁设置有若干个连接板28，安装座上设置有若干个支撑板27，支撑板27与连接板28一一对应设置且支撑板27与连接板28之间通过螺栓连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，包括安装座(1)、工件阳极(2)、工具阴极(3)、安装板(4)和驱动机构(5)；安装座(1)上安装有储液槽(6)，储液槽(6)上安装有与其内部连通的出液管(7)；工件阳极(2)一端伸入到储液槽(6)内且工件阳极(2)与储液槽(6)之间密封连接；安装板(4)安装在安装座(1)上，工件阳极(2)位于储液槽(6)外侧一端与安装板(4)密封连接，安装板(4)上安装有与工件阳极(2)内部连通的进液管(8)；工具阴极(3)设置在储液槽(6)内并与工件阳极(2)同轴设置，工具阴极(3)远离工件阳极(2)一侧连接有与其同轴设置的固定杆(9)，固定杆(9)由驱动机构(5)驱动沿着工件阳极(2)轴向移动以伸入或抽出工件阳极(2)内。
2.根据权利要求1所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，安装板(4)开设有与工件阳极(2)相适配的安装槽(10)，工件阳极(2)端部嵌装在安装槽(10)内且工件阳极(2)与安装板(4)贴合位置处设置有第一密封圈(11)；进液管(8)与安装槽(10)同轴设置并与安装槽(10)连通。
3.根据权利要求2所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，安装座(1)上设置有固定板(12)且固定板(12)设置在安装板(4)靠近储液槽(6)一侧，安装板(4)通过螺栓安装在固定板(12)上，固定板(12)上开设有与工件阳极(2)相适配并与安装槽(10)同轴设置的定位槽(13)，工件阳极(2)穿过定位槽(13)伸入安装槽(10)内，固定板(12)上安装有与工件阳极(2)同轴设置并用于夹持工件阳极(2)的三爪卡盘(14)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，工具阴极(3)包括同轴设置并一体成型的六棱柱段和椎体段，六棱柱段、椎体段分别连接有后引导板(15)、前引导板(16)，后引导板(15)与固定杆(9)连接。
5.根据权利要求4所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，前引导板(16)、后引导板(15)上分别均匀开设有多个前引流孔(17)、多个后引流孔(18)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，工件阳极(2)的中轴线竖直布置且工件阳极(2)设置在储液槽(6)底端，安装座上位于储液槽(6)上方设置有上下布置的第一稳固板(19)、第二稳固板(20)，第一稳固板(19)、第二稳固板(20)上分别开设有竖直布置的第一稳固孔、第二稳固孔，第一稳固孔、第二稳固孔内分别配合安装有第一橡胶套筒(21)、第二橡胶套筒(22)，固定杆(9)伸出到储液槽(6)外后依次穿过第二橡胶套筒(22)、第一橡胶套筒(21)与驱动机构(5)连接，固定杆(9)与第一橡胶套筒(21)、第二橡胶套筒(22)间隙配合。
7.根据权利要求6所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，还包括第一密封盖(23)和第二密封盖(24)；储液槽(6)顶端开设有开口，第一密封盖(23)配合安装在开口处以对储液槽(6)进行密封，第一密封盖(23)开设有与固定杆(9)同轴设置的通孔；通孔为圆柱台阶孔，包括从内到外依次设置的小径孔、中径孔、大径孔，第二密封盖(24)配合安装在大径孔内以对通孔进行密封，第二密封盖(24)与第一密封盖(23)贴合位置处设置有第二密封圈(25)；固定杆(9)穿过小径孔、第二密封圈(25)后贯穿第二密封盖(24)伸出到储液槽(6)外与驱动机构(5)连接，固定杆(9)与第二密封盖(24)间隙配合并与第二密封圈(25)滑动密封配合。
8.根据权利要求6所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，储液槽(6)内设置有套设在工件阳极(2)外侧的连接管(26)，连接管(26)内壁与工件外壁贴合且工件阳极(2)与连接管(26)贴合位置处设置有第三密封圈。
9.根据权利要求8所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，出液管(7)设置在储液槽(6)靠近连接管(26)一端，出液管(7)的高度低于连接管(26)顶端高度。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的双金属内层铜材料电化学溶解装置，其特征在于，储液槽(6)外壁设置有若干个连接板(28)，安装座(1)上设置有若干个支撑板(27)，支撑板(27)与连接板(28)一一对应设置且支撑板(27)与连接板(28)之间通过螺栓连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220118 |
|
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