CN115090972A - 一种内喷外抽液的电解加工装置及方法 - Google Patents

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李俊飞
王猛猛
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Abstract

本发明公开一种内喷外抽液的电解加工装置及方法，该装置包括空心阴极杆、环状齿形阴极片以及环状引流片；还包括与抽吸装置连通的抽液管，该抽液管同轴设置在空心阴极杆的外侧；所述抽液管与空心阴极杆之间设有抽液通道；所述抽液管的底部延伸至环状齿形阴极片的上方，该抽液管与环状齿形阴极片之间设有与抽液通道连通的抽液口；在工作状态下，部分电解液依次经过空心阴极杆的内腔、空心阴极杆的喷液口、环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽、抽液口和抽液通道。本发明能够实时将加工过程中产生的积液和电解产物抽出，防止发生短路。

Description

一种内喷外抽液的电解加工装置及方法
技术领域
本发明涉及电解加工装置及方法，具体涉及一种内喷外抽液的电解加工装置及方法。
背景技术
内齿轮属于一种常用的传动零件，在汽车制造、农业机械、船舶器械等机械工业中应用广泛。
内齿轮常用加工方法有插齿和拉削。插齿工艺一般为逐齿加工，效率低；拉齿加工对盲孔无能为力，两种工艺都存在工具损耗严重、成本高的问题。与传统加工相比，电解加工具有加工范围广，不受金属材料本身力学性能的限制、生产效率高、表面质量好、无机械切削力、阴极工具无损耗的特点，尤其适合于难加工材料和复杂零件的加工。
申请公布号为CN113305378A的发明申请公开了一种电解加工装置及其加工方法，采用中空阴极杆，上端进液，下端封闭，阴极杆下部装配有环状齿形阴极片和引流环片，引流环片与阴极片贴合的表面加工有放射状径向出液槽，槽位置对应齿形位置。
上述电解加工装置存在以下技术问题：
加工盲孔内齿轮或键槽时，沿加工间隙径向喷出的电解液碰到盲孔测壁后，90°转向朝上喷出，到一定高度后又落回工件孔内，在阴极片上部产生积液，极大增加了电解液喷出的阻力，妨碍了电解产物的排出，造成加工短路。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种内喷外抽液的电解加工装置，该电解加工装置能够实时将加工过程中产生的积液和电解产物抽出，防止发生短路。
本发明的另一个目的在于提供一种内喷外抽液的电解加工方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种内喷外抽液的电解加工装置，包括空心阴极杆、环状齿形阴极片以及环状引流片；
还包括与抽吸装置连通的抽液管，该抽液管同轴设置在空心阴极杆的外侧；所述抽液管与空心阴极杆之间设有抽液通道；
所述抽液管的底部延伸至环状齿形阴极片的上方，该抽液管与环状齿形阴极片之间设有与抽液通道连通的抽液口。
在工作状态下，部分电解液依次经过空心阴极杆的内腔、空心阴极杆的喷液口、环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽、抽液口和抽液通道。
上述内喷外抽液的电解加工装置的工作原理为：
工作时，将空心阴极杆固定在机床Z轴滑板上，并联结电源负极，将工件通过夹具固定在机床工作台并联结电源正极，调整夹具，保证空心阴极杆与工件底孔同轴。
打开电解液供液装置进行供液，电解液进入空心阴极杆的内腔，再从空心阴极杆的喷液口喷出，通过环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽后喷入加工间隙，随着机床Z轴下降，环状齿形阴极片下方的工件材料被去除，实现内齿加工。
在此过程中，喷入加工间隙的部分电解液碰到盲孔侧壁后朝上喷出，由于重力作用又落回盲孔内，使得盲孔内的环状齿形阴极片上方出现部分积液。在抽吸装置的作用下，积液可以沿着抽液管与环状齿形阴极片之间的抽液口和抽液通道转移出去，同时将加工产物带出，从而防止发生短路。
本发明的一个优选方案，其中，所述抽液管的内壁与空心阴极杆的外壁对应的位置相贴合；
所述抽液通道开设在抽液管的内壁或空心阴极杆的外壁上。通过上述结构，将抽液管的内壁和空心阴极杆的外壁紧密贴合，保证抽液管稳定抽液，不发生振动，通过开槽保证了抽液管和空心阴极杆全长保持接触而非悬空，使得抽液间隙沿圆周间隙保持一致，积液腔各部位抽吸速度均匀，保证各抽液通道的出液阻力一致，有利于提高加工精度。
进一步，所述抽液通道的延伸方向与空心阴极杆的轴线平行，该抽液通道设有多个，多个抽液通道沿着圆周方向均匀排列。
进一步，所述抽液通道呈螺旋形进行延伸。
本发明的一个优选方案，其中，所述抽液管的内壁或空心阴极杆的外壁上设有聚液槽，该聚液槽设置在抽液通道的上方并与抽液通道连通；
所述抽液管的上端与抽液接头连接，该抽液接头连通在抽吸装置和聚液槽之间。
本发明的一个优选方案，其中，所述环状齿形阴极片和环状引流片贴合并套设在空心阴极杆的下端。
进一步，所述环状齿形阴极片通过锥形的定位面与空心阴极杆相接；
所述环状引流片的下方设有用于将环状齿形阴极片和环状引流片锁紧在空心阴极杆上的紧固件。
本发明的一个优选方案，其中，所述环状齿形阴极片通过上表面与空心阴极杆下端侧壁台阶面轴向定位。
本发明的一个优选方案，其中，所述环状引流片上设有多个与环状齿形阴极片的齿结构相重叠的出液槽。
本发明的一个优选方案，其中，所述空心阴极杆的底部采用导流锥进行封闭，所述导流锥以自身的阶梯台阶面或锥面与空心阴极杆内的阶梯台阶面或锥面定位；所述导流锥通过螺母固定在空心阴极杆上。
一种内喷外抽液的电解加工方法，包括以下步骤：
将空心阴极杆与加工工件进行对刀定位；
将空心阴极杆与电源负极连接，将加工工件与电源正极连接；
打开电解工作液循环系统进行供液，并开启抽吸装置进行抽液；
启动机床，控制机床Z轴运动，使空心阴极杆沿着工件轴向进给，实现加工；
在加工过程中，电解液进入空心阴极杆的内腔，再从空心阴极杆的喷液口喷出，通过环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽后喷入加工间隙；喷入加工间隙的部分电解液碰到盲孔侧壁后朝上喷出，使得盲孔内的环状齿形阴极片上方出现部分积液；在抽吸装置的作用下，积液沿着抽液管与环状齿形阴极片之间的抽液口和抽液通道转移出去，同时将加工产物带出。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明的电解加工装置通过在空心阴极杆的外侧设置抽液管，可以将加工过程中产生的积液和电解产物抽出，防止发生短路。
2、本发明的抽液管可以避免空心阴极杆杆身部分对工件已加工表面长时间作用而发生二次加工，保证加工质量。
附图说明
图1为本发明的内喷外抽液的电解加工装置的正视图。
图2为本发明的内喷外抽液的电解加工装置的局部剖视图。
图3为本发明的空心阴极杆的其中一种实施方式的正视图。
图4为本发明的空心阴极杆的另一种实施方式的正视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，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。
实施例1
参见图1-3，本实施例的内喷外抽液的电解加工装置，包括空心阴极杆1、环状齿形阴极片2、环状引流片3以及与抽吸装置连通的抽液管4；所述抽液管4同轴设置在空心阴极杆1的外侧；所述抽液管4与空心阴极杆1之间设有抽液通道5；所述抽液管4的底部延伸至环状齿形阴极片2的上方，该抽液管4与环状齿形阴极片2之间设有与抽液通道5连通的抽液口。
在工作状态下，部分电解液依次经过空心阴极杆1的内腔、空心阴极杆1的喷液口、环状齿形阴极片2与环状引流片3之间的出液槽、抽液口和抽液通道5。
参见图1-3，所述抽液管4的内壁与空心阴极杆1的外壁对应的位置相贴合；所述抽液通道5开设在抽液管4的内壁上。通过上述结构，将抽液管4的内壁和空心阴极杆1的外壁紧密贴合，保证抽液管4稳定抽液，不发生振动，通过开槽保证了抽液管4和空心阴极杆1全长保持接触而非悬空，使得抽液间隙沿圆周间隙保持一致，积液腔各部位抽吸速度均匀，保证各抽液通道5的出液阻力一致，有利于提高加工精度。
进一步，所述抽液通道5的延伸方向与空心阴极杆1的轴线平行，该抽液通道5设有多个，多个抽液通道5沿着圆周方向均匀排列。
参见图1-3，所述抽液管4的内壁上设有聚液槽6，该聚液槽6设置在抽液通道5的上方并与抽液通道5连通；所述抽液管4的上端与抽液接头7连接，该抽液接头7连通在抽吸装置和聚液槽6之间。
参见图1-3，所述环状齿形阴极片2和环状引流片3贴合并套设在空心阴极杆1的下端。
进一步，所述环状齿形阴极片2通过锥形的定位面与空心阴极杆1相接；所述环状引流片3的下方设有用于将环状齿形阴极片2和环状引流片3锁紧在空心阴极杆1上的紧固件8。
参见图1-3，本发明的一个优选方案，其中，所述环状齿形阴极片2通过上表面与空心阴极杆1下端侧壁台阶面轴向定位。
参见图1-3，所述环状引流片3上设有多个与环状齿形阴极片2的齿结构相重叠的出液槽。
参见图1-3，所述空心阴极杆1的底部采用导流锥9进行封闭，所述导流锥9以自身的阶梯台阶面或锥面与空心阴极杆1内的阶梯台阶面或锥面定位；所述导流锥9通过螺母10固定在空心阴极杆1上。
参见图1-3，本实施例的内喷外抽液的电解加工装置的工作原理为：
工作时，将空心阴极杆1固定在机床Z轴滑板上，并联结电源负极，将工件通过夹具固定在机床工作台并联结电源正极，调整夹具，保证空心阴极杆1与工件底孔同轴。
打开电解液供液装置进行供液，电解液进入空心阴极杆1的内腔，再从空心阴极杆1的喷液口喷出，通过环状齿形阴极片2与环状引流片3之间的出液槽后喷入加工间隙，随着机床Z轴下降，环状齿形阴极片2下方的工件材料被去除，实现内齿加工。
在此过程中，喷入加工间隙的部分电解液碰到盲孔侧壁后朝上喷出，由于重力作用又落回盲孔内，使得盲孔内的环状齿形阴极片2上方出现部分积液。在抽吸装置的作用下，积液可以沿着抽液管4与环状齿形阴极片2之间的抽液口和抽液通道5转移出去，同时将加工产物带出，从而防止发生短路。
参见图1-3，本实施例的内喷外抽液的电解加工方法，包括以下步骤：
将空心阴极杆1与加工工件进行对刀定位。
将空心阴极杆1与电源负极连接，将加工工件与电源正极连接。
打开电解工作液循环系统进行供液，并开启抽吸装置进行抽液。
启动机床，控制机床Z轴运动，使空心阴极杆1沿着工件轴向进给，实现加工。
在加工过程中，电解液进入空心阴极杆1的内腔，再从空心阴极杆1的喷液口喷出，通过环状齿形阴极片2与环状引流片3之间的出液槽后喷入加工间隙；喷入加工间隙的部分电解液碰到盲孔侧壁后朝上喷出，使得盲孔内的环状齿形阴极片2上方出现部分积液；在抽吸装置的作用下，积液沿着抽液管4与环状齿形阴极片2之间的抽液口和抽液通道5转移出去，同时将加工产物带出。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例的抽液通道5开设在空心阴极杆1的外壁上。
实施例3
参见图4，与实施例1不同的是，本实施例的所述抽液通道5呈螺旋形进行延伸。
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 (10)

1.一种内喷外抽液的电解加工装置，包括空心阴极杆、环状齿形阴极片以及环状引流片；其特征在于，
还包括与抽吸装置连通的抽液管，该抽液管同轴设置在空心阴极杆的外侧；所述抽液管与空心阴极杆之间设有抽液通道；
所述抽液管的底部延伸至环状齿形阴极片的上方，该抽液管与环状齿形阴极片之间设有与抽液通道连通的抽液口；
在工作状态下，部分电解液依次经过空心阴极杆的内腔、空心阴极杆的喷液口、环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽、抽液口和抽液通道。
2.根据权利要求1所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述抽液管的内壁与空心阴极杆的外壁对应的位置相贴合；
所述抽液通道开设在抽液管的内壁或空心阴极杆的外壁上。
3.根据权利要求2所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述抽液通道的延伸方向与空心阴极杆的轴线平行，该抽液通道设有多个，多个抽液通道沿着圆周方向均匀排列。
4.根据权利要求2所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述抽液通道呈螺旋形进行延伸。
5.根据权利要求2所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述抽液管的内壁或空心阴极杆的外壁上设有聚液槽，该聚液槽设置在抽液通道的上方并与抽液通道连通；
所述抽液管的上端与抽液接头连接，该抽液接头连通在抽吸装置和聚液槽之间。
6.根据权利要求1所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述环状齿形阴极片通过锥形的定位面与空心阴极杆相接；
所述环状引流片的下方设有用于将环状齿形阴极片和环状引流片锁紧在空心阴极杆上的紧固件。
7.根据权利要求1所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述环状齿形阴极片通过上表面与空心阴极杆下端侧壁台阶面轴向定位。
8.根据权利要求1所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述环状引流片上设有多个与环状齿形阴极片的齿结构相重叠的出液槽。
9.根据权利要求1所述的内喷外抽液的电解加工装置，其特征在于，所述空心阴极杆的底部采用导流锥进行封闭，所述导流锥以自身的阶梯台阶面或锥面与空心阴极杆内的阶梯台阶面或锥面定位；所述导流锥通过螺母固定在空心阴极杆上。
10.一种内喷外抽液的电解加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将空心阴极杆与加工工件进行对刀定位；
将空心阴极杆与电源负极连接，将加工工件与电源正极连接；
打开电解工作液循环系统进行供液，并开启抽吸装置进行抽液；
启动机床，控制机床Z轴运动，使空心阴极杆沿着工件轴向进给，实现加工；
在加工过程中，电解液进入空心阴极杆的内腔，再从空心阴极杆的喷液口喷出，通过环状齿形阴极片与环状引流片之间的出液槽后喷入加工间隙；喷入加工间隙的部分电解液碰到盲孔侧壁后朝上喷出，使得盲孔内的环状齿形阴极片上方出现部分积液；在抽吸装置的作用下，积液沿着抽液管与环状齿形阴极片之间的抽液口和抽液通道转移出去，同时将加工产物带出。
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