CN114571017B - 一种电解铣削加工的多功能阴极及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电解铣削加工的多功能阴极及设备，其中的多功能阴极包括与电源阴极连接的电解工作组件，所述电解工作组件上设有用于喷、吸液体或气体的中间通道以及若干个用于贴壁喷、吸液体或气体且以中间通道外壁作为通道内壁的贴壁通道；所述中间通道和贴壁通道的供料进口相互分离设置；所述中间通道与具有向外喷射或向内吸取功能的供料设备连接。本发明设有中间通道和贴壁通道，并且供料进口相互独立且互不干涉，从而能够根据实际电解铣削需求，进行不同方向的电解液铣削加工，并且在贴壁通道的喷液或喷气作用下，能够阻挡中间通道喷射出来的电解液的反向流动，让电解液与加工面能够充分接触，提高深腔电解铣削加工的效率和质量。

Description

一种电解铣削加工的多功能阴极及设备

技术领域

本发明涉及一种电解式机械加工制造技术，具体涉及一种电解铣削加工的多功能阴极及设备。

背景技术

随着科技需求的发展及新材料的不断发展创新，一些新的优化结构设计及特殊材料的应用也给机械制造加工带来了很大挑战。这类零件结构多采用镍基高温合金和钛合金等难铣削加工材料，并且结构复杂，薄壁件多、精度要求高。而采用传统加工方法易变形，导致后期需要反复修整，严重影响零件的使用寿命和交付周期。电解铣削加工利用简单形状工具阴极按照要求轨迹运动，以阴极运动轨迹的包络面形成工件型面，通常电解铣削的供液方式有内喷、外喷，但存在流场不均匀、流速低、缺液等缺陷，影响加工效率、精度和可加工性。

授权公告号为CN109332826B的发明专利公开一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削新方法及其装置，其中提出了利用电解液沿阴极前刀面直喷进入加工间隙，能获得高速、均匀流场，并高效、高精加工。但是，前述专利的技术方案主要是以前刀面去除材料，在进行深腔的横向铣削时，无法进行第一步纵向的深盲腔加工，并且当横向铣削加工深腔时，容易造成供液不足，导致深腔铣削不完整；另外，当需要往复加工时，前刀面需要经常绕刀轴回转180°，加工效率低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种电解铣削加工的多功能阴极，该阴极灵活好，有利于提高深腔加工的精度。

本发明的另一目的在于提供一种电解铣削加工的设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电解铣削加工的多功能阴极，其特征在于，包括与电源阴极连接的电解工作组件，所述电解工作组件上设有用于喷、吸液体或气体的中间通道以及若干个用于贴壁喷、吸液体或气体且以中间通道外壁作为通道内壁的贴壁通道；所述中间通道和贴壁通道的供料进口相互分离设置；所述中间通道与具有向外喷射或向内吸取功能的供料设备连接。

上述电解铣削加工的多功能阴极的工作原理是：

当需要对深孔、深腔进行铣削加工时，通过进给机构对本发明的多功能阴极进行竖向进给，同时利用中间通道喷出电解液，从而实现对深孔、深腔的电解铣削加工；或者，通过贴壁通道喷出电解液，对工件进行铣削，在铣削的同时，通过中间通道对工件腔体内的电解液以及废屑进行抽取，从而能够及时排出工件腔内，提高加工精度；在电解加工过程中，可配合含有振动作用的进给方式，加速电解液排出加工区，使得加工效果更好，效率更高。

当需要对大切深盲腔进行横向铣削加工时，中间通道和贴壁通道同时喷出电解液，或中间中通喷出电解液、贴壁通道喷射气体，在进给机构的作用下，让电解工作组件向背向贴壁通道的一侧移动，从而进行横向铣削加工。在电解铣削加工过程中，电解工作组件不断靠近加工区的侧壁，但由于贴壁通道喷射电解液或气体，在中间通道的该侧产生一个阻挡屏障，使得从中间通道中喷射出来的电解液会充分地与加工区的侧壁接触，提高电解铣削效率和精度，并且让电解液具有一定稳定的加工流向，避免向另一侧流动，避免铣削不完整。

本发明的一个优选方案，所述电解工作组件包括内芯与外筒；其中，所述内芯设置在所述外筒内，所述内芯包括中间进料段以及中间出料段，所述中间进料段的内腔为中间进料腔，所述中间通道设置在所述中间出料段中，所述中间出料段的一端与所述中间进料段下端连接，中间出料段的另一端向下延伸设置且延伸至所述外筒外；所述外筒内设有贴壁进料腔，所述贴壁进料腔的底部设有贴壁出料口，所述中间出料段依次穿过所述贴壁进料腔和贴壁出料口后延伸至外部，所述贴壁出料口与所述中间出料段之间构成所述贴壁通道，所述外筒侧面设有与所述贴壁进料腔连通的贴壁供料口。

优选地，所述贴壁通道设有两个，分别位于所述中间通道的两侧；所述中间出料段设置在所述贴壁出料口的中间，所述贴壁出料口的两内侧与所述中间通道的外侧分别构成两个所述贴壁通道；所述中间出料段将所述外筒的内腔分隔为两个所述贴壁进料腔，且两个所述贴壁进料腔分别与两个所述贴壁通道连通设置，所述外筒的两侧均设有所述贴壁供料口。

优选地，所述中间出料段包括连接段和延伸段，所述连接段与所述中间进料段连接，所述延伸段的一端与所述连接段底部连接，所述延伸段的另一端向下延伸设置，所述连接段的外径与所述外筒的内径配合设置；所述连接段与所述延伸段的衔接处呈内凹弧形设置。

优选地，所述延伸段呈矩形设置，所述中间通道和贴壁通道均呈矩形设置。

优选地，所述中间进料段上设有第一斜面，该第一斜面设置在所述中间进料段的底部且位于所述中间出料段的外侧；所述外筒的顶部设有与所述第一斜面匹配的第二斜面；所述第一斜面与所述第二斜面贴合装配设置。

本发明的一个优选方案，还包括螺套，该螺套外套设置在所述中间进料段和外筒之间，且将所述中间进料段和外筒锁紧。

优选地，所述螺套底部设有支撑台阶，所述外筒外设有与所述支撑台阶对应设置的外扩台阶，所述外扩台阶设置在所述外扩台阶上；所述中间进料段的外径与所述螺套的内腔对应设置。

一种电解铣削加工的设备，其特征在于，包括所述多功能阴极、电源、供料设备以及驱动所述多功能阴极进行进给动作的进给机构；其中，所述多功能阴极与所述电源的负极连接，所述供料设备与所述中间通道和贴壁通道连接。

优选地，所述进给机构包括竖向驱动机构以及横向驱动机构，所述竖向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿竖向方向做进给动作，所述横向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿横向方向做往复进给动作。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的多功能阴极设有中间通道和贴壁通道，并且供料进口相互独立且互不干涉，从而能够根据实际电解铣削需求，进行不同方向的电解液铣削加工，并且在贴壁通道的喷液或喷气作用下，能够阻挡中间通道喷射出来的电解液的反向流动，让电解液与加工面能够充分接触，提高深腔电解铣削加工效率和质量，避免出现缺口。

2、其中的中间通道与具有向外喷射或向内吸取功能的供料设备连接，功能多样，结合贴壁通道的使用，中间通道能够配合吸取电解废液和电解产物，保持加工区域的清洁，快速排出产物与废液，增加电解液的流动，并且在加工深腔时能提供足够的电解液，提高加工质量。

附图说明

图1-图2为本发明的电解铣削加工的多功能阴极的其中一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图，图2为剖视图。

图3-图5为本发明的电解铣削加工的多功能阴极的工作示意图，其中，图3为加工深腔中间通道喷射电解液时的示意图，图4为加工深腔两个贴壁通道喷射电解液且中间通道抽取废液时的示意图，图5为往复移动进行横向铣削时的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图2，本实施例的电解铣削加工的多功能阴极，包括与电源阴极连接的电解工作组件，所述电解工作组件上设有用于喷、吸液体或气体的中间通道4以及若干个用于贴壁喷、吸液体或气体且以中间通道4外壁作为通道内壁的贴壁通道10；所述中间通道4和贴壁通道10的供料进口相互分离设置；所述中间通道4与具有向外喷射或向内吸取功能的供料设备连接。

参见图1-图2，所述电解工作组件包括内芯与外筒11；其中，所述内芯设置在所述外筒11内，所述内芯包括中间进料段1以及中间出料段，所述中间进料段1的内腔为中间进料腔3，所述中间通道4设置在所述中间出料段中，所述中间出料段的一端与所述中间进料段1下端连接，中间出料段的另一端向下延伸设置且延伸至所述外筒11外；所述外筒11内设有贴壁进料腔5，所述贴壁进料腔5的底部设有贴壁出料口，所述中间出料段依次穿过所述贴壁进料腔5和贴壁出料口后延伸至外部，所述贴壁出料口与所述中间出料段之间构成所述贴壁通道10，所述外筒11侧面设有与所述贴壁进料腔5连通的贴壁供料口6。

参见图1-图2，所述贴壁通道10设有两个，分别位于所述中间通道4的两侧；所述中间出料段设置在所述贴壁出料口的中间，所述贴壁出料口的两内侧与所述中间通道4的外侧分别构成两个所述贴壁通道10；所述中间出料段将所述外筒11的内腔分隔为两个所述贴壁进料腔5，且两个所述贴壁进料腔5分别与两个所述贴壁通道10连通设置，所述外筒11的两侧均设有所述贴壁供料口6。通过设置两个这样的贴壁通道10，结构紧凑，并且具有良好的灵活性，通过电解工作组件的往复移动，配合两个贴壁通道10的电解液/气体喷射，有利于实现大切深盲腔的电解铣削加工。另外，利用中间出料段将外筒11的内腔分隔成两部分，从而构成两个贴壁供料口6，与所述两个贴壁通道10连通，从而实现贴壁通道10中电解液或气体的供给，结构简单，设计巧妙。

参见图1-图2，所述中间出料段包括连接段8和延伸段7，所述连接段8与所述中间进料段1连接，所述延伸段7的一端与所述连接段8底部连接，所述延伸段7的另一端向下延伸设置，所述连接段8的外径与所述外筒11的内径配合设置；所述连接段8与所述延伸段7的衔接处呈内凹弧形设置。这样，有利于贴壁进料腔5中的电解液或气体向下流动，从而确保电解液或气体的稳定供给，具有导向效果，并且避免过多的电解液残留在贴壁进料腔5中。

参见图1-图2，所述延伸段7呈矩形设置，所述中间通道4和贴壁通道10均呈矩形设置。将延伸段7设置为矩形，能够有效地将外筒11的内腔分隔成两部分，密封效果好；与此同时，将中间通道4与贴壁通道10的形状设置为与所述延伸段7对应，有利于形成条状的电解液/气体流场，从而更加方便地进行大范围的横向铣削加工，并且效率和精度更高，有效避免缺口的产生。进一步地，两个贴壁通道10的设置，使得本实施例的多功能阴极具有三个喷液或喷气口，不仅能够进行盲腔的电解加工，还可以进行盲槽的大切深横向铣削加工，电解液经两个贴壁通道10喷射出来后，电解液流速快，紧贴前后铣削刀面(即中间出料段的延伸段7)，不需要旋转180°即可实现向左向右横向的电解铣削加工，阴极运动轨迹简单，方便控制，有效提高电解铣削效率和质量。

参见图1-图2，所述中间进料段1上设有第一斜面，该第一斜面设置在所述中间进料段1的底部且位于所述中间出料段的外侧；所述外筒11的顶部设有与所述第一斜面匹配的第二斜面；所述第一斜面与所述第二斜面贴合装配设置。通过设置这样的斜面锥度装配结构12，便于定位和装配，且稳定性好，从而有利于提高电解铣削加工时的稳定性。

参见图1-图2，还包括螺套2，该螺套2外套设置在所述中间进料段1和外筒11之间，且将所述中间进料段1和外筒11锁紧。

参见图1-图2，所述螺套2底部设有支撑台阶9，所述外筒11外设有与所述支撑台阶9对应设置的外扩台阶，所述外扩台阶设置在所述外扩台阶上；所述中间进料段1的外径与所述螺套2的内腔对应设置。通过设置这样的螺套2，将内芯与外筒11锁紧，从而实现整个阴极的固定，结构简单，拆装方便。本实施例中，所述中间进料段1和外筒11均呈圆柱形设置，有利于提高装配定位精度。

参见图1-图5，本实施例的电解铣削加工的多功能阴极的工作原理是：

当需要对深孔、深腔进行铣削加工时，通过进给机构对本发明的多功能阴极进行竖向进给，同时利用中间通道4喷出电解液，从而实现对深孔、深腔的电解铣削加工，电解铣削加工过程中，喷射出来的电解液通过延伸段7两侧与加工区之间的间隙流出，从而进行电解液的流动，如图3所示。或者，通过两个贴壁通道10喷出电解液，对工件进行快速电解铣削，并且在铣削的同时，通过连接段8的中间通道4对加工区内的电解液以及加工产物进行抽取，从而加快废液的排出，避免长时间停留在加工区内，提高加工精度，如图4所示。在电解加工过程中，可配合含有振动作用的进给方式，加速电解液排出加工区，使得加工效果更好，效率更高。

当需要对大切深盲腔进行横向铣削加工时，中间通道4和两个贴壁通道10同时喷出电解液，在进给机构的作用下，让电解工作组件的连接段8向右(或向左)移动，此时左侧(或右侧)的贴壁通道10喷射出的电解液(也可喷射气体)的主要作用是产生阻力，形成一个阻碍屏障，将中间通道4和右侧的贴壁通道10喷射出来的电解液往移动的方向赶，让电解液具有稳定的加工流向，避免向另一侧流动，从而使得在加工过程中，电解液能够充分地与加工区的侧壁接触，实现稳定可靠的横向铣削，避免铣削不完整，有效提高电解铣削效率和精度，如图5所示。另外，通过本实施例的多功能阴极，也可进行左右往复移动的电解铣削，结合三个喷液通道(中间通道4、两个贴壁通道10)的使用，有利于加快铣削速度，并且铣削稳定性明显提升，提高加工质量。

本实施例还公开一种电解铣削加工的设备，包括所述多功能阴极、电源、供料设备以及驱动所述多功能阴极进行进给动作的进给机构；其中，所述多功能阴极与所述电源的负极连接，所述供料设备与所述中间通道4和贴壁通道10连接。

进一步地，所述进给机构包括竖向驱动机构以及横向驱动机构，所述竖向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿竖向方向做进给动作，所述横向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿横向方向做往复进给动作。当然，还可设置纵向驱动机构以及振动机构等，实现多功能阴极更全面的加工方式。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电解铣削加工的多功能阴极，其特征在于，包括与电源阴极连接的电解工作组件，所述电解工作组件上设有用于喷、吸液体的中间通道以及用于贴壁喷液体且以中间通道外壁作为通道内壁的贴壁通道；所述中间通道和贴壁通道的供料进口相互分离设置；所述中间通道与具有向外喷射或向内吸取功能的供料设备连接；

所述电解工作组件包括内芯与外筒；其中，所述内芯设置在所述外筒内，所述内芯包括中间进料段以及中间出料段，所述中间进料段的内腔为中间进料腔，所述中间通道设置在所述中间出料段中，所述中间出料段的一端与所述中间进料段下端连接，中间出料段的另一端向下延伸设置且延伸至所述外筒外；所述外筒内设有贴壁进料腔，所述贴壁进料腔的底部设有贴壁出料口，所述中间出料段依次穿过所述贴壁进料腔和贴壁出料口后延伸至外部，所述贴壁出料口与所述中间出料段之间构成所述贴壁通道，所述外筒侧面设有与所述贴壁进料腔连通的贴壁供料口；

所述贴壁通道设有两个，分别位于所述中间通道的两侧；所述中间出料段设置在所述贴壁出料口的中间，所述贴壁出料口的两内侧与所述中间通道的外侧分别构成两个所述贴壁通道；所述中间出料段将所述外筒的内腔分隔为两个所述贴壁进料腔，且两个所述贴壁进料腔分别与两个所述贴壁通道连通设置，所述外筒的两侧均设有所述贴壁供料口；

所述中间出料段包括连接段和延伸段，所述连接段与所述中间进料段连接，所述延伸段的一端与所述连接段底部连接，所述延伸段的另一端向下延伸设置，所述连接段的外径与所述外筒的内径配合设置；所述连接段与所述延伸段的衔接处呈内凹弧形设置；

所述延伸段呈矩形设置，所述中间通道和贴壁通道均呈矩形设置。

2.根据权利要求1所述的电解铣削加工的多功能阴极，其特征在于，所述中间进料段上设有第一斜面，该第一斜面设置在所述中间进料段的底部且位于所述中间出料段的外侧；所述外筒的顶部设有与所述第一斜面匹配的第二斜面；所述第一斜面与所述第二斜面贴合装配设置。

3.根据权利要求1所述的电解铣削加工的多功能阴极，其特征在于，还包括螺套，该螺套外套设置在所述中间进料段和外筒之间，且将所述中间进料段和外筒锁紧。

4.根据权利要求3所述的电解铣削加工的多功能阴极，其特征在于，所述螺套底部设有支撑台阶，所述外筒外设有与所述支撑台阶对应设置的外扩台阶，所述外扩台阶设置在所述支撑台阶上；所述中间进料段的外径与所述螺套的内腔对应设置。

5.一种电解铣削加工的设备，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的多功能阴极、电源、供料设备以及驱动所述多功能阴极进行进给动作的进给机构；其中，所述多功能阴极与所述电源阴极连接，所述供料设备与所述中间通道和贴壁通道连接。

6.根据权利要求5所述的电解铣削加工的设备，其特征在于，所述进给机构包括竖向驱动机构以及横向驱动机构，所述竖向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿竖向方向做进给动作，所述横向驱动机构用于驱动所述多功能阴极沿横向方向做往复进给动作。

Images