CN114799384A - 一种电解加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解加工系统，所述系统通过将三维空腔结构分割为单元模型结构，调用进给装置和电解液装置，对阴极的加工端和加工位置形成密封加工区，提高电解加工效率，增进电解加工的自动程度；通过吸附装置中的吸附盘一方面用于对吸附装置的固定，使吸附装置形成密封加工区；另一方面吸附盘内部剩余的空气，能在对阴极在加工的过程中反复的回退时，对阴极的运动起到缓冲作用；通过设置电解液加工装置提供脉动增压电解液和冲洗电解液，从过阴极空腔达到加工间隙的脉动增压电解液与冲洗电解液在加工间隙处相互作用，产生紊流，能够对加工间隙处的电解产物。

Description

一种电解加工系统

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，特别涉及一种电解加工系统。

背景技术

电解加工由于不受加工材料硬度、韧性的限制，能获取较优表面加工质量等优点被广泛应用于各种材料的加工中。

在电解加工中，当需要把工件加工成多孔结构结构时，采用单个电极组件逐个加工，效率较低；采用多个电极组件同时加工，又存在控制不便的问题；同时在电解加工中会产生气体，如Cl2、Br2等有害气体，如不进行收集和集中处理会污染环境，影响工作人员身心健康；随着加工孔深度的增加，在加工间隙处的电解液产生一些不溶于电解液的产物，如Fe（OH）2、Fe（OH）3等，变得越来越难以排出，而如不及时排出会逐渐絮凝，影响加工间隙处的电解液的流动，阻碍正常加工工作；且在加工深孔的过程中，在加工电极反复回退增加加工间隙，促进加工间隙处的电解液排出时，必须避免加工电极出现摆动，防止加工电极与工件内壁直接接触，造成加工电极与工件之间短路，烧坏加工电极和工件。因此，在对工件进行深孔加工时需要对电解加工装置进行精准控制，以避免上述问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明还包括一种电解加工系统，所述加工系统包括：

获取模块，用于获取待加工工件的空腔结构模型，获取加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标，获取所述单元模型；获取剩余加工模型；

分割模块，用于对所述空腔结构模型按单元模型为分割单位进行分割，把所述空腔结构分割成若干个单元模型；具体的，依据获取的所述空腔结构模型及所述进给模块的数量，获取所述空腔结构模型上的总加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标；依据调用进给模块的数量对总加工位置的数量进行等分，获取整个加工周期内单次加工周期的次数及单次加工周期内的加工位置；依据单次加工周期内的加工位置组成的区域对所述空腔结构模型进行分割，得到单个单元模型；

进给模块，用于控制阴极的转动角度和进给量与加工位置相对应；控制阴极的回退量，形成加工间隙；加工过程中控制阴极的进给速度和加工时长以完成空腔的加工；

吸附装置，用于使加工端部和加工位置形成密封加工区，包括吸附部和空腔部，所述吸附部和所述空腔部通过连通阀相连通；所述吸附部包括吸附盘和弹性密封块；所述空腔部与阴极相密封滑动连接；所述空腔部一侧与所述电解液供给装置相连通；所述空腔部另一侧与所述废液回收装置、所述负压系统相连通；所述吸附装置与所述进给模块相一一对应；

电解液供给装置，用于为电解加工提供电解液，所述电解液供给装置通过其中一个通道和增压泵使电解液形成脉动增压电解液；所述电解液供给装置通过另一个通道供给冲洗电解液；所述脉动增压电解液和所述冲洗电解液通过所述吸附装置的空腔部到达加工间隙。

废液回收装置，用于回收使用过的电解液和电解过程产生的废气；包括回收槽，所述回收槽内部设有过滤机构，用于对电解产物进行过滤；所述回收槽上部设有抽气装置，用于把混合在电解液内的废气抽取至废气装置内；

夹持模块，用于夹持所述待加工工件，完成其中一个单元模型对应的工件区域电解加工后，所述夹持模块沿着所述预设方向的反方向运动，把下一个单元模型对应的工件加工区域输送到加工位置。

进一步地，所述待加工工件是球体、立方体或圆柱体。

进一步地，当所述吸附盘完成吸附在加工区域表面上时，所述弹性密封块被压缩且紧紧压在加工区域的工件表面上。

本发明至少具备以下有益效果：

1.本发明通过获取待加工工件的空腔结构模型和单元模型，以单元模型为分割单位对空腔结构模型进行分割，把空腔结构模型分割成若干个单元模型；通过将三维空腔结构分割为单元模型结构，调用进给装置和电解液装置，对阴极的加工端和加工位置形成密封加工区，提高电解加工效率，增进电解加工的自动程度。

2.本发明通过设置具有吸附部和空腔部的吸附装置，当吸附盘完成吸附在加工区域表面上时，弹性密封块被压缩，弹性密封块完成对加工区域和吸附盘吸附区域的隔离，保证吸附盘保持吸附在吸附区上，同时加工区能顺利的流动电解液进行电解加工。吸附盘一方面用于对吸附装置的固定，使吸附装置形成密封加工区；另一方面吸附盘内部剩余的空气，能在对阴极在加工的过程中反复的回退时，对阴极的运动起到缓冲作用；同时弹性密封块在起到隔离加工区域和吸附盘内部的同时，也能够对阴极的回退运动起到有效缓冲作用。两者的缓冲作用，能防止阴极与工件之间短路，造成阴极和工件烧伤。

3.通过设置电解液加工装置提供脉动增压电解液和冲洗电解液，从过阴极空腔达到加工间隙的脉动增压电解液与冲洗电解液在加工间隙处相互作用，产生紊流，能够对加工间隙处的电解产物，如Fe（OH）₂、Fe（OH）₃等容易絮凝的电解产物进行冲击、搅拌，在阴极回退的过程中，两者的相互作用，使用过的电解液和电解产物能更好的从加工间隙处排出，进而提高加工效率和加工质量。

4.通过设置废液回收装置，可把密封加工区域内使用过的电解液至回收槽内，回收槽内过的滤机构对回收电解液中的杂质进行过滤；通过回收操内的过滤机构过滤掉电解产物，如Fe（OH）₂、Fe（OH）₃等，并进行回收集中处理，防止污染环境；同时调用所述回收槽上方的抽气装置，当使用过的电解液回收到回收槽后，启动回收槽上部的抽气装置，用于把混合在电解液内逸出的废气抽取至废气装置内，并进行集中处理，防止污染工作环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为待加工工件空腔结构示意图；

图2为空腔结构模型图；

图3为单元模型结构图；

图4为进给装置和电解液供给装置及工件结合结构示意图；

图5为图4中A处局部放大结构示意图。

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。

如图1-5所示， 本发明还提供了一种电解加工系统，其中加工系统包括：获取模块，用于获取待加工工件的空腔结构模型，其中待加工工件3可以是球体、立方体、圆柱体等；获取加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标，获取所述单元模型；获取剩余加工模型；空腔结构模型可以通过画图软件进行辅助建立，画图软件包括但不限于AutoCAD，SolidWorks，以及3Dmax。在本具体实施中，请参见图1所示，待加工的工件3为球体形，通过SolidWorks绘图软件建立工件3的三维空间结构模型，并获取需要再工件3上待加工的深孔的数量、直径、深度、加工接触点等三维坐标等参数，其中加工的深孔数量为多个，且每个深孔的延伸方向都由球体表面指向球心。

分割模块，用于对空腔结构模型按单元模型为分割单位进行分割，把空腔结构分割成若干个单元模型；具体的，依据获取的所述空腔结构模型及所述进给模块的数量，获取所述空腔结构模型上的总加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标；依据调用进给模块的数量对总加工位置的数量进行等分，获取整个加工周期内单次加工周期的次数及单次加工周期内的加工位置；依据单次加工周期内的加工位置组成的区域对所述空腔结构模型进行分割，得到单个单元模型；由于往往待加工工件3为曲面或异形面，通过电解加工装置往往并不能一次性的把所有表面的深孔加工出来，在实际电解加工操作中，往往先对工件3的的一部分进行加工，然后再通过夹持装置5改变工件3 的位置，把未加工的位置暴露在电解加工装置下再次进行加工，如此反复，完成对整个工件3的加工；在通过绘图软件获得空腔结构模型后，先获取单元模型的结构，把整个空腔结构模型分割成多个单元模型，依次按着单元模型对工件3进行加工。

进给模块4，用于控制阴极6的转动角度和进给量与加工位置相对应；控制阴极6的回退量，形成加工间隙；加工过程中控制阴极6的进给速度和加工时长以完成空腔的加工。在空腔结构模型的加工位置确定好后，通过构建的加工位置，可通过绘图软件获得加工位置处在加工时阴极6最先与工件3的球体表面相接触的加工点，且获取该加工点的三维空间坐标；该加工点的三维空间坐标用于在调用进给模块4上的阴极6对加工位置进行加工时，通过加工点的三维空间坐标，先通过进给模块4调整阴极6的角度，使每个进给模块4上的阴极6和吸附装置发生转动，使各个模块4上的阴极6和吸附装置与加工点一一对应，且此时每个阴极6所指向的方向的延长线交汇于球形加工件3的球心位置，如此可保证后续阴极加工的深孔的朝向都指向工件3的球心处。在根据加工点的三维空间坐标调整好每个阴极6的角度后，进给模块4再调整阴极6的进给量，使阴极6到达加工处并与加工点相接触，一方面为同时加工多个深孔做好准备，另一方面为所有阴极6回退，形成加工间隙做好准备。

吸附装置7，如图4-5所示，用于使阴极6的加工端部和加工位置形成密封加工区，包括吸附部8和空腔部9，在正常气压压力下，吸附装置7的吸附部8与其上方的空腔部9通过连通阀10相连通，当吸附部8与工件加工区域表面完成接触后，启动负压系统通过空腔部9抽取吸附部8内的空气，吸附部8内部空气被抽走后形成负压，在负压作用下吸附在工件加工区域表面上，完成吸附装置7的固定。吸附部8包括吸附盘12和弹性密封块11；具体的在吸附部8吸附在加工区域表面上由吸附盘12来完成，当吸附盘12完成吸附在加工区域表面上时，弹性密封块11被压缩，弹性密封块11紧紧压在加工位置的工件表面上，弹性密封块11完成对加工区域和吸附盘12吸附区域的隔离，保证吸附盘12保持吸附在吸附区上，同时加工区能顺利的流动电解液进行电解加工。空腔部9与阴极6相密封滑动连接，用以形成密封加工区；在连通阀10关闭后，吸附部8和空腔部9相隔离，能在吸附装置7固定在加工区域的基础上，使电解液在密封加工区域内和空腔部9内流动，使阴极6对工件进行密封加工，同时便于废气的收集；其中，吸附盘12一方面用于对吸附装置7的固定，使吸附装置7形成密封加工区；另一方面吸附盘12内部剩余的空气，能在对阴极6在加工的过程中反复的回退时，对阴极6的运动起到缓冲作用；同时弹性密封块11在起到隔离加工区域和吸附盘12内部时，也能够对阴极6的回退运动起到有效缓冲作用。两者的缓冲作用，能防止阴极6与工件3之间短路，造成阴极6和工件3烧伤。空腔部9一侧与电解液供给装置相连通，两者之间设有开关，在负压系统抽取吸附装置7内的空气时，该开关关闭，同时阴极6中部的空间连通的管路也关闭，以保证形成负压；当进行电解加工时，该开关打开，电解液可进入空腔部9中，最终到达加工间隙处进行电解工作；空腔部9另一侧与废液回收装置、负压系统相连通；吸附装置7与进给模块相一一对应。

电解液供给装置2，用于为电解加工提供电解液，电解液供给装置2通过其中一个通道和增压泵使电解液形成脉动增压电解液；电解液供给装置2通过另一个通道经空腔部9为加工间隙供给冲洗电解液；脉动增压电解液和冲洗电解液通过吸附装置7的空腔部9到达加工间隙。从过阴极6空腔达到加工间隙的脉动增压电解液与冲洗电解液在加工间隙处相互作用，产生紊流，能够对加工间隙处的电解产物，如Fe（OH）₂、Fe（OH）₃等容易絮凝的电解产物进行冲击、搅拌，在阴极6回退的过程中，两者的相互作用，更好的从加工间隙处排出。

废液回收装置，用于回收使用过的电解液和电解过程产生的废气；包括回收槽，回收槽内部设有过滤机构，用于对电解产物进行过滤；通过回收槽内的过滤机构过滤掉电解产物，如Fe（OH）₂、Fe（OH）₃等，并进行回收集中处理，防止污染环境。回收槽上部设有抽气装置，用于把混合在电解液内的废气抽取至废气装置内；当使用过的电解液回收到回收槽后，启动回收槽上部的抽气装置，把混合在电解液内逸出的废气抽取至废气装置内，并进行集中处理，防止污染工作环境。

夹持模块5，用于夹持待加工工件，完成其中一个单元模型对应的工件区域电解加工后，夹持模块5沿着预设方向的反方向运动，把下一个单元模型对应的工件加工区域输送到加工位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种电解加工系统，其特征在于:所述加工系统包括：

获取模块，用于获取待加工工件的所述空腔结构模型，获取加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标，获取单元模型；获取剩余加工模型；

分割模块，用于对所述空腔结构模型按单元模型为分割单位进行分割，把所述空腔结构模型分割成若干个单元模型；

进给模块，用于控制阴极的转动角度和进给量与加工位置相对应；控制阴极的回退量，形成加工间隙；加工过程中控制阴极的进给速度和加工时长以完成空腔的加工；

吸附装置，用于使加工端部和加工位置形成密封加工区，包括吸附部和空腔部，所述吸附部和所述空腔部通过连通阀相连通；所述吸附部包括吸附盘和弹性密封块；所述空腔部与阴极相密封滑动连接；所述空腔部一侧与电解液供给装置相连通；所述空腔部另一侧与废液回收装置、负压系统相连通；所述吸附装置与所述进给模块相一一对应；

电解液供给装置，用于为电解加工提供电解液，所述电解液供给装置通过其中一个通道和增压泵使电解液形成脉动增压电解液；所述电解液供给装置通过另一个通道供给冲洗电解液；所述脉动增压电解液和所述冲洗电解液通过所述吸附装置的空腔部到达加工间隙；

废液回收装置，用于回收使用过的电解液和电解过程产生的废气；包括回收槽，所述回收槽内部设有过滤机构，用于对电解产物进行过滤；所述回收槽上部设有抽气装置，用于把混合在电解液内的废气抽取至废气装置内；

夹持模块，用于夹持所述待加工工件，完成其中一个单元模型对应的工件区域电解加工后，所述夹持模块沿着预设方向的反方向运动，把下一个单元模型对应的工件加工区域输送到加工位置。

2.根据权利要求1中所述的电解加工系统，其特征在于：所述分割模块依据获取的所述空腔结构模型及所述进给模块的数量，获取所述空腔结构模型上的总加工位置的数量和每个加工位置的三维空间坐标；依据调用进给模块的数量对总加工位置的数量进行等分，获取整个加工周期内单次加工周期的次数及单次加工周期内的加工位置；依据单次加工周期内的加工位置组成的区域对所述空腔结构模型进行分割，得到单个单元模型。

3.根据权利要求1中所述的电解加工系统，其特征在于：所述待加工工件是球体、立方体或圆柱体。

4.根据权利要求1中所述的电解加工系统，其特征在于：当所述吸附盘完成吸附在加工区域表面上时，所述弹性密封块被压缩且紧紧压在加工区域的工件表面上。

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