CN114131127A - 非固定式阴极电解加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非固定式阴极电解加工装置，包括用于夹持机匣的阳极夹持机构和用于伸入机匣内侧的阴极加工机构，所述阴极加工机构包括阴极刀具、导流件和第一密封圈，所述导流件环绕阴极刀具的外周设置，所述导流件用于抵接机匣的内表面并使机匣与阴极刀具的端面之间形成电解加工空间，所述阴极刀具和所述导流件中的其中一个设有进给槽，另一个设有卡接于所述进给槽内的限位凸缘，所述进给槽沿所述阴极刀具的进给方向延伸形成供所述限位凸缘活动的进给空间，所述第一密封圈弹压于所述进给空间内。本发明提供的非固定式阴极电解加工装置的阴极刀具能够相对导流件移动地实现进给，减少电解加工时的杂散腐蚀现象，提高机匣型腔的加工精度。

Description

非固定式阴极电解加工装置
技术领域
本发明涉及电解加工技术领域，特别地，涉及一种非固定式阴极电解加工装置。
背景技术
目前，针对航空发动机的机匣内表面型腔的加工，通常采用机械加工方法，先通过冲压的方式塑形，后经车削加工去除余量，但该加工方法不仅加工效率低，且加工过程中容易引起机匣变形，降低加工精度。
对此，电解加工作为基于电化学阳极溶解原理对工件进行材料去除的一种特种加工工艺，加工过程中刀具阴极和工件不直接接触，不产生切削应力，采用电解加工的方式可使机匣型腔一次成形，不需要后续工序修整，加工效率高。然而，由于机匣上待加工的型腔位于机匣内部，阴极刀具的进给难度较大，因此通常采用固定式阴极的加工方法，即加工过程中，阴极刀具保持固定不动，但这种电解加工方式会导致阴极刀具与机匣之间的间隙随着加工进程的推进逐步增大，从而导致杂散腐蚀现象比较严重，影响加工精度。
发明内容
本发明提供了一种非固定式阴极电解加工装置，以解决机匣内表面难以实现高精度的电解加工的技术问题。
一种非固定式阴极电解加工装置，用于加工发动机的机匣内表面，所述非固定式阴极电解加工装置包括用于夹持固定所述机匣的阳极夹持机构和用于伸入所述机匣内侧的阴极加工机构，所述阴极加工机构包括阴极刀具、导流件和第一密封圈，所述导流件环绕所述阴极刀具的外周设置，所述导流件用于抵接所述机匣的内表面并使所述机匣与所述阴极刀具的端面之间形成所述阴极刀具的电解加工空间，所述阴极刀具和所述导流件中的其中一个设有进给槽，另一个设有卡接于所述进给槽内的限位凸缘，所述进给槽沿所述阴极刀具的进给方向延伸形成供所述限位凸缘活动的进给空间，所述第一密封圈弹压于所述进给空间内。
优选地，所述限位凸缘设于所述阴极刀具的外周，所述进给槽设于所述导流件的内侧面，所述进给槽贯通所述导流件远离所述电解加工空间一端的端面以形成用于卡接所述限位凸缘的开口，所述阴极加工机构还包括设于所述限位凸缘远离所述电解加工空间一侧的安装件，所述安装件与所述导流件可拆卸连接，并通过所述安装件封堵所述开口。
更优地，所述阴极刀具包括刀座和与所述刀座连接的刀头，所述限位凸缘设于所述刀座的外周。
进一步地，所述导流件开设有分别与所述电解加工空间连通的进液通道和出液通道，所述进液通道用于向所述电解加工空间输送电解液，所述出液通道用于将所述电解加工空间内的电解液导出。
更进一步地，所述阴极加工机构还包括设于所述导流件的端面并用于抵接所述机匣内表面的第二密封圈。
更进一步地，所述阴极加工机构还包括用于伸入所述机匣内侧的连接臂，所述阴极刀具安装所述连接臂上，所述导流件通过所述进给槽与所述限位凸缘的配合以挂接于所述阴极刀具的外周。
优选地，所述阳极夹持机构包括转轴连接件和夹持件，所述转轴连接件用于与机床转轴连接并用于由所述机床转轴驱动转动，所述夹持件与所述转轴连接件可拆卸连接，所述夹持件和所述转轴连接件用于沿所述机匣的轴向夹持固定所述机匣的两端。
优选地，所述阳极夹持机构还包括设于所述转轴连接件和所述夹持件之间并与所述机匣的外表面相适配的支撑件。
更优地，所述支撑件包括环绕所述机匣的外周间隔布的多个螺纹孔，所述阳极夹持机构还包括与所述螺纹孔一一对应螺纹连接的支撑螺栓，所述支撑螺栓用于抵接所述机匣的外表面。
更优地，所述阳极夹持机构还包括与所述支撑螺栓可拆卸连接并用于抵接所述机匣的紫铜套。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的非固定式阴极电解加工装置通过进给槽与限位凸缘的导向配合，使阴极刀具能够相对导流件移动地实现进给，从而精准控制阴极刀具与机匣之间的间隙，减少电解加工时的杂散腐蚀现象，提高机匣型腔的加工精度。其次，由于在进给槽供限位凸缘活动的进给空间内弹压有第一密封圈，通过第一密封圈构成阴极刀具与导流件的柔性连接结构，使阴极刀具处于不同进给量的位置时均能够弹性抵接于导流件上，进而使导流件能够保持抵紧于机匣上，确保电解加工空间的密闭状态，避免对机匣的其他位置产生电解，保证加工精度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的非固定式阴极电解加工装置所适用的机匣的加工变化状态图；
图2为本发明实施例提供的非固定式阴极电解加工装置的主视图；
图3为图2所示的非固定式阴极电解加工装置沿A-A向的剖视图；
图4为图2所述的非固定式阴极电解加工装置中的阴极加工机构与机匣的连接结构图；
图5为图2所示的非固定式阴极电解加工装置中的阴极加工机构与机匣的另一角度的连接结构的剖视图；
图例说明：
1、非固定式阴极电解加工装置；11、阳极夹持机构；111、转轴连接件；112、夹持件；113、支撑件；1130、螺纹孔；1131、连接层；1132、绝缘层；114、支撑螺栓；115、紫铜套；12、阴极加工机构；1201、进给槽；1202、限位凸缘；121、阴极刀具；1211、刀座；1212刀头；122、导流件；1221、进液通道；1222、出液通道；123、第一密封圈；124、安装件；125、第二密封圈；126、连接臂；1261、夹头；127、绝缘板；100、电解加工空间；2、机匣；21、型腔；3、机床转轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图2至图5共同示出了本发明实施例提供的非固定式阴极电解加工装置1，其用于对航空发动机的机匣内表面进行电解加工，能够高精度且高效率地完成机匣型腔的加工。
在图1中示出一种适用于所述非固定式阴极电解加工装置1的机匣2，所述机匣2需在内表面加工出多个型腔21，多个所述型腔21沿所述机匣2的周向等距排布。
请结合图2和图3，所述非固定式阴极电解加工装置1包括阳极夹持机构11和阴极加工机构12，所述阳极夹持机构11用于夹持固定所述机匣2，所述阴极加工机构12用于伸入所述机匣2的内侧。所述阴极加工机构12包括阴极刀具121、导流件122和第一密封圈123，所述导流件122环绕所述阴极刀具121的外周设置，所述导流件122用于抵接所述机匣2的内表面并在所述机匣2与所述阴极刀具121的端面之间构成所述阴极刀具121的电解加工空间100，所述阴极刀具121和所述导流件122中的其中一个设有进给槽1201，另一个设有卡接于所述进给槽1201内的限位凸缘1202，所述进给槽1201沿所述阴极刀具121的进给方向延伸形成供所述限位凸缘1202活动的进给空间，所述第一密封圈123弹压于所述进给空间内。
具体地，所述阴极刀具121和所述导流件122朝向所述机匣2的端面结构与所述机匣2上待加工的型腔21的形状相适配，以使所述导流件122和所述阴极刀具121共同围合成的电解加工空间100正好沿所述型腔21的边缘包围所述型腔21。在电解加工时，将所述阳极夹持机构11与电解加工机床的正极连接，将所述阴极刀具121与电解加工机床的负极连接，并在所述电解加工空间100内通入电解液，便可使位于所述电解加工空间100内的机匣表面结构被电解并逐步形成所述型腔2，完成电解加工工序。
所述非固定式阴极电解加工装置1通过所述进给槽1201与所述限位凸缘1201的导向配合，使所述阴极刀具121能够相对所述导流件122移动地实现进给，能够精准控制所述阴极刀具121与所述机匣2之间的间隙，减少电解加工时的杂散腐蚀现象，提高机匣型腔的加工精度。其次，由于在所述进给槽1201供所述限位凸缘1202活动的进给空间内弹压有所述第一密封圈123，通过所述第一密封圈123构成所述阴极刀具121与所述导流件122的柔性连接结构，使所述阴极刀具121处于不同进给量的位置时均能够弹性抵接于所述导流件122上，进而使所述导流件122能够保持抵紧于所述机匣2上，确保所述电解加工空间100的密闭状态，避免电解液溢出所述电解加工空间100并对所述机匣2的其他位置产生电解，保证所述型腔21的加工精度。
在图3和图5中均有示出，优选地，所述限位凸缘1202设于所述阴极刀具121的外周，所述进给槽1202设于所述导流件122的内侧面，所述进给槽1202贯通所述导流件122远离所述电解加工空间100一端的端面，以在所述导流件122远离所述电解加工空间100的一端形成供所述限位凸缘1202卡人所述进给槽1201内的开口。
所述阴极加工机构12还包括设于所述限位凸缘1202远离所述电解加工空间100一侧的安装件124，所述安装件124与所述导流件122可拆卸连接并封堵所述开口，通过将所述导流件122安装于所述安装件124上，使所述导流件122通过所述进给槽1201与所述限位凸缘1202的配合可活动地挂接于所述阴极刀具121的外周，方便拆装。
优选地，所述阴极刀具121包括刀座1211和与所述刀座1211连接的刀头1212，所述限位凸缘1202设于所述刀座1211的外周，所述刀头1212与所述刀座1211可拆卸连接，便于根据实际加工需求更换不同规格的刀头1212，适用更多加工模式。
如图5所示，所述导流件122开设有均与所述电解加工空间100连通的进液通道1221和出液通道1222，所述进液通道1221用于与电解加工机床的进液管连接并向所述电解加工空间100输送电解液，所述出液通道1222用于将所述电解加工空间100内的电解液导出。在电解加工过程中，由所述进液通道1221向所述电解加工空间100内持续输入纯净的电解液进行电解，再通过所述出液通道1222将所述电解加工空间100内的电解液导出，带走加工过程中产生的热量和电解产物，保证加工效果。
优选地，所述阴极加工机构12还包括设于所述导流件122的端面并用于抵接所述机匣2内表面的第二密封圈125，所述导流件122通过所述第二密封圈125抵紧所述机匣2，保证所述电解加工空间100的密封效果，确保加工精度。
请结合图3和图4，所述阴极加工机构12还包括用于伸入所述机匣2内侧的连接臂126，所述阴极刀具121安装所述连接臂126上，所述导流件122通过所述进给槽1201与所述限位凸缘1202的配合挂接于所述阴极刀具121的外周。所述连接臂126设有至少一处弯折结构以使所述阴极刀具121能够伸入所述所述机匣2内侧待加工的位置，并且所述连接臂126远离所述阴极刀具121的一端设有夹头1261，所述夹头1261用于与电解加工机床的Z轴连接并由所述电解加工机床驱动下压地带动所述阴极刀具121移动，实现所述阴极刀具121相对所述导流件122的进给。
进一步地，所述阴极加工机构12还包括覆设于所述连接臂126外周的绝缘板127，实现所述连接臂126的整体绝缘。
更进一步地，所述阴极刀具121与所述导流件122之间也设有所述绝缘板127，实现所述阴极刀具121侧面的绝缘，从而精准控制电流流动方向，保证电解效果。
请结合图2和图3，所述阳极夹持机构11包括转轴连接件111和夹持件112，所述转轴连接件111用于与机床转轴3连接并用于被所述机床转轴3驱动转动，所述夹持件112与所述转轴连接件111可拆卸连接，所述夹持件112和所述转轴连接件111用于沿所述机匣2的前后两端夹持固定所述机匣2，以使所述机匣2被夹持固定于所述机床转轴3上并能够被所述机匣转轴3带动转动地调整所述阴极加工机构12的加工位置，快速切换不同型腔21的加工。
优选地，所述阳极夹持机构11还包括设于所述转轴连接件111和所述夹持件112之间并与所述机匣2的外表面相适配的支撑件113。由于所述支撑件113与所述机匣2的外表面相适配，能够整体贴覆于所述机匣2的外表面上对所述机匣2的外表面进行支撑，避免在所述机匣2的侧壁过薄时发生形变，保证所述机匣2外形的稳定性，从而确保电解加工精度。
进一步地，所述支撑件113包括与所述转轴连接件111和/或所述夹持件112连接的连接层1131，以及设于所述连接层1131朝向所述机匣2的一面并与所述机匣2的外表面相适配的绝缘层1132，所述绝缘层1132由柔性材料制成，实现绝缘效果并保护所述机匣2。
优选地，所述支撑件113环绕所述机匣2的外周间隔布设有多个螺纹孔1130，所述阳极夹持机构11还包括多个支撑螺栓114，多个所述支撑螺栓114与多个所述螺纹孔1130一一对应螺纹连接，并且所述支撑螺栓114的末端穿过所述螺纹孔1130之后用于抵接所述机匣2的外表面，通过所述支撑螺栓114对所述机匣2外表面对应待加工型腔的位置或者结构强度较弱的位置加强支撑，进一步避免所述机匣2发生形变。
其次，通过调节各个所述支撑螺栓114的抵紧深度能够对所述机匣2的内壁进行找正，保证所述机匣2的内表面处于平齐状态，进一步提升电解加工精度。
优选地，所述阳极夹持机构11还包括与所述支撑螺栓114的末端可拆卸连接的紫铜套115，所述紫铜套115由紫铜材料制成并开设有与所述支撑螺栓114相适配的连接孔，所述紫铜套115通过所述连接孔旋紧于所述支撑螺栓114上，以使所述支撑螺栓114通过所述紫铜套115来抵接所述机匣2，提升所述支撑螺栓114与所述机匣2之间的导电性，并有效所述支撑螺栓114避免划伤所述机匣2，保护所述机匣2的外壁。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非固定式阴极电解加工装置，用于加工发动机的机匣(2)内表面，其特征在于，包括用于夹持固定所述机匣(2)的阳极夹持机构(11)和用于伸入所述机匣(2)内侧的阴极加工机构(12)，所述阴极加工机构(12)包括阴极刀具(121)、导流件(122)和第一密封圈(123)，所述导流件(122)环绕所述阴极刀具(121)的外周设置，所述导流件(122)用于抵接所述机匣(2)的内表面并使所述机匣(2)与所述阴极刀具(121)的端面之间形成所述阴极刀具(121)的电解加工空间(100)，所述阴极刀具(121)和所述导流件(122)中的其中一个设有进给槽(1201)，另一个设有卡接于所述进给槽(1201)内的限位凸缘(1202)，所述进给槽(1201)沿所述阴极刀具(121)的进给方向延伸形成供所述限位凸缘(1202)活动的进给空间，所述第一密封圈(123)弹压于所述进给空间内。
2.根据权利要求1所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述限位凸缘(1202)设于所述阴极刀具(121)的外周，所述进给槽(1201)设于所述导流件(122)的内侧面，所述进给槽(1201)贯通所述导流件(122)远离所述电解加工空间(100)一端的端面以形成用于卡接所述限位凸缘(1202)的开口，所述阴极加工机构(12)还包括设于所述限位凸缘(1202)远离所述电解加工空间(100)一侧的安装件(124)，所述安装件(124)与所述导流件(122)可拆卸连接，并通过所述安装件(124)封堵所述开口。
3.根据权利要求2所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阴极刀具(121)包括刀座(1211)和与所述刀座(1211)连接的刀头(1212)，所述限位凸缘(1202)设于所述刀座(1211)的外周。
4.根据权利要求1所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述导流件(122)开设有分别与所述电解加工空间(100)连通的进液通道(1221)和出液通道(1222)，所述进液通道(1221)用于向所述电解加工空间(100)输送电解液，所述出液通道(1222)用于将所述电解加工空间(100)内的电解液导出。
5.根据权利要求4所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阴极加工机构(12)还包括设于所述导流件(122)的端面并用于抵接所述机匣(2)内表面的第二密封圈(125)。
6.根据权利要求1所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阴极加工机构(12)还包括用于伸入所述机匣(2)内侧的连接臂(126)，所述阴极刀具(121)安装所述连接臂(126)上，所述导流件(122)通过所述进给槽(1201)与所述限位凸缘(1202)的配合以挂接于所述阴极刀具(121)的外周。
7.根据权利要求1所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阳极夹持机构(11)包括转轴连接件(111)和夹持件(112)，所述转轴连接件(111)用于与机床转轴(3)连接并用于由所述机床转轴(3)驱动转动，所述夹持件(112)与所述转轴连接件(111)可拆卸连接，所述夹持件(112)和所述转轴连接件(111)用于沿所述机匣(2)的轴向夹持固定所述机匣(2)的两端。
8.根据权利要求7所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阳极夹持机构(11)还包括设于所述转轴连接件(111)和所述夹持件(112)之间并与所述机匣(2)的外表面相适配的支撑件(113)。
9.根据权利要求8所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述支撑件(113)包括环绕所述机匣(2)的外周间隔布设的多个螺纹孔(1130)，所述阳极夹持机构(11)还包括与所述螺纹孔(1130)一一对应螺纹连接的支撑螺栓(114)，所述支撑螺栓(114)用于抵接所述机匣(2)的外表面。
10.根据权利要求9所述的非固定式阴极电解加工装置，其特征在于，所述阳极夹持机构(11)还包括与所述支撑螺栓(114)可拆卸连接并用于抵接所述机匣(2)的紫铜套(115)。
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