CN115464547B - 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置 - Google Patents

一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115464547B
CN115464547B CN202211133795.4A CN202211133795A CN115464547B CN 115464547 B CN115464547 B CN 115464547B CN 202211133795 A CN202211133795 A CN 202211133795A CN 115464547 B CN115464547 B CN 115464547B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grinding head
conductive grinding
inner end
revolving body
electrochemical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211133795.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115464547A (zh
Inventor
王峰
陈元
王涛
黎宁慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Agricultural University
Nanjing Vocational University of Industry Technology NUIT
Original Assignee
Nanjing Agricultural University
Nanjing Vocational University of Industry Technology NUIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Agricultural University, Nanjing Vocational University of Industry Technology NUIT filed Critical Nanjing Agricultural University
Priority to CN202211133795.4A priority Critical patent/CN115464547B/zh
Publication of CN115464547A publication Critical patent/CN115464547A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115464547B publication Critical patent/CN115464547B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

本发明公开了一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置，属于电化学机械复合加工技术领域。包括压缩弹簧、导向柱、安装壳体、通液接头、通液软管、连接板、导电磨头、紧定螺钉、压板、回转体工件，其特点在于仅通过调控导电磨头的压力作用，在同一工艺装置上实现回转体工件的电化学加工、电化学磨削和电化学研磨，适用于不同余量、不同原始表面质量回转体内端面的粗精一体化加工；借助通液接头、通液软管和连接板，将电解液输运至导电磨头内部，实现了导电磨头高速旋转和竖直运动条件下电解液的充足供给，为解决内喷液电化学研磨加工的旋转通液难题提供了技术路径。

Description

一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置
技术领域
本发明涉及一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置，属于电化学机械复合加工技术领域。
背景技术
随着社会发展和高新技术进步，在航空航天、生物医疗、家用电器领域出现越来越多的难加工材料、弱刚度回转体零件，它们的加工精度和表面质量对机电产品的工作效率和使用寿命具有重要影响。为了满足难加工材料、弱刚度回转体零件优质高效的加工需求，现阶段通常采用粗加工、半精加工和精加工相组合的加工工艺方案。但值得注意的是，这种多工序组合的工艺方案，不仅加工过程中涉及的工艺装备众多、工艺流程复杂，而且刀具、磨具等工具成本也较高，这严重限制了高性能回转体零件和高端机电产品的研发进程。
电化学减材加工方法利用阳极溶解原理实现工件材料的去除，加工过程中无工具损耗、加工效率高，适合难加工金属材料、弱刚度回转体零件的高效、低成本加工。但需要指出的是，受到脉冲电源性能、电解液系统过滤精度等工艺系统条件的制约，现有电化学减材加工技术仍主要用于工件材料的大余量去除，还很难实现高精度加工。电化学磨削方法将电化学溶解作用和刚性磨削作用相结合，实现工件材料的小余量去除。它比电化学减材加工更容易获得高加工精度和高表面质量，比传统机械磨削的加工效率更高。因此，适合弱刚度回转体零件的高精度加工。但值得注意的是，采用电化学磨削方法时，导电磨具与工件表面往往为刚性接触，对工件表面微观轮廓特征的修正效果并不显著。电化学研磨方法将阳极溶解作用与弹性磨削作用相结合，主要用于消除工件表面的过度腐蚀和过深切痕，改善工件表面微观轮廓特征，在弱刚度回转体零件的表面质量改善方面具有独特优势。
现阶段研究表明，将电化学减材加工、电化学磨削和电化学研磨工艺相组合，能够实现不同加工余量、不同原始表面质量回转体工件表面的高精度、高质量加工，并且加工成本和工具损耗较传统机械加工工艺显著降低。但值得注意的是，上述组合式电化学机械加工方法仍然涉及众多工艺装备、工艺流程也较为复杂，并且组合式电化学机械加工方法开发周期也较长。
发明内容
1、本发明针对现有弱刚度回转体零件组合式电化学机械加工技术的不足，提出一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置，在同一工艺装置上实现回转体工件的电化学加工、电化学磨削和电化学研磨，满足不同加工余量、不同原始表面质量回转体内端面的粗精一体化加工需求，简化组合式电化学机械加工的工艺流程，缩短工艺开发周期。
2、为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案是：一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法，包括如下步骤：步骤a、采用内喷液导电磨头对回转体工件进行电化学加工，去除回转体工件大部分加工余量、控制剩余加工余量小于0.1mm，拧紧紧定螺钉将导电磨头与安装壳体连接为一体，机床运动系统驱动安装壳体和导电磨头作高速旋转，导电磨头底部与回转体工件内端面维持0.2～0.5mm的加工间隙；步骤b、机床运动系统驱动导电磨头作高速旋转、并保持导电磨头底部与回转体工件内端面刚性接触，回转体工件内端面发生阳极溶解、生成氧化膜，导电磨头表面电镀的金刚石磨粒刮除氧化膜，随着氧化膜生成和刮除循环进行，实现回转体工件内端面的电化学磨削，去除回转体工件的剩余加工余量；步骤c、拧松紧定螺钉将导电磨头与安装壳体相互分离，通过机床运动系统控制压缩弹簧的压缩量，使导电磨头底部与回转体工件内端面产生弹性接触，以进行回转体工件内端面的电化学研磨，改善回转体工件内端面的表面质量。
采用内喷液导电磨头对回转体工件进行电化学加工和电化学磨削时，所述安装壳体和导电磨头作同步旋转和竖直进给运动；采用内喷液导电磨头对回转体工件进行电化学研磨时，所述安装壳体和导电磨头仅作同步旋转运动，安装壳体沿竖直方向运动控制压缩弹簧的压缩量，以调控导电磨头的研磨压力。
本发明的另一项技术目的是提供一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置，包括压缩弹簧、导向柱、安装壳体、通液接头、通液软管、连接板、导电磨头、紧定螺钉、压板、回转体工件，所述安装壳体采用中空结构，其侧壁开设螺纹孔、并与紧定螺钉紧密旋合，其顶部固定设置通液接头，通液接头下端连接通液软管，通液软管的另一端与连接板活动连接，连接板的外壁与导电磨头内壁采用过盈配合，电解液从安装壳体顶部的通液接头流入，经过通液软管流入导电磨头内部，最终通过导电磨头底部开设的通液孔流入回转体工件的内端面；所述导电磨头上端均匀开设有四个盲孔，导向柱外壁与盲孔内壁采用过盈配合，导向柱上端嵌套有压缩弹簧，压缩弹簧沿导向柱的轴线方向发生弹性形变；所述压板固定设置于安装壳体底部，压板上端面与导电磨头安装面紧密贴合，导电磨头外壁与安装壳体内壁采用间隙配合。
所述导电磨头基体材料为不锈钢，采用电镀方法和金属结合剂将金刚石磨粒粘结在不锈钢基体上，金刚石磨粒的粒度为20～250μm。
3、本发明的有益效果为：(一)本发明仅通过调控导电磨头的压力作用，在同一工艺装置上实现回转体工件的电化学加工、电化学磨削和电化学研磨，能够满足不同余量、不同原始表面质量回转体内端面的粗精一体化加工需求；(二)本发明在内喷液电化学研磨加工过程中，将电解液通过导电磨头输运至回转体内端面，为导电磨头高速旋转和竖直运动条件下电解液的充足供给提供了技术路径。
附图说明
图1为本发明回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置局部剖视图。
图2为本发明安装壳体结构局部剖视图。
图3为本发明导电磨头结构局部剖视图。
图中：1、压缩弹簧，2、导向柱，3、安装壳体，4、通液接头，5、通液软管，6、连接板，7、导电磨头，8、紧定螺钉，9、压板，10、回转体工件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1为回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置的局部剖视图，该装置包括：压缩弹簧1、导向柱2、安装壳体3、通液接头4、通液软管5、连接板6、导电磨头7、紧定螺钉8、压板9、回转体工件10，所述安装壳体3为中空结构，其底部固定连接压板9，压板9上端面与导电磨头7安装面紧密贴合；所述导电磨头7上端开设有四个盲孔，盲孔内壁与导向柱2外壁为过盈配合，在导向柱2外壁还嵌套有压缩弹簧1，压缩弹簧1沿着导向柱2的轴线方向发生形变；所述导电磨头7内壁与连接板6外壁为过盈配合，导电磨头7底部采用电镀方法和金属结合剂粘结金刚石磨粒，电解液从安装壳体3顶部固定连接的通液接头4、通液软管5流入导电磨头7内部，并通过导电磨头7底部开设的通液孔流入回转体工件10的内端面；采用导电磨头7对回转体工件10进行电化学加工、去除大部分加工余量时，拧紧紧定螺钉8将安装壳体3和导电磨头7连接为一体，在机床运动系统控制下，导电磨头7和安装壳体3作同步的高速旋转和竖直进给运动，导电磨头7底部与回转体工件10内端面的加工间隙为0.2～0.5mm；采用导电磨头7对回转体工件10进行电化学磨削、去除剩余加工余量时，安装壳体3和导电磨头7仍然连接为一体，导电磨头7和回转体工件10保持刚性接触；采用导电磨头7对回转体工件10进行电化学研磨、改善表面质量时，拧松紧定螺钉8将安装壳体3和导电磨头7相互分离，在压缩弹簧1的压力作用下导电磨头7和回转体工件10保持弹性接触，机床运动系统驱动导电磨头7和安装壳体3作同步旋转运动。
图2为安装壳体结构的局部剖视图，安装壳体3的顶部和侧壁都开设有螺纹孔，其中，顶部螺纹孔与通液接头4紧密旋合，侧壁螺纹孔与紧定螺钉8紧密旋合。
图3为导电磨头结构的局部剖视图，导电磨头7采用内喷液方式，其内部为空腔、底部沿周向均匀开设有通液群孔，导电磨头7的基体材料为不锈钢，底部粘结的金刚石磨粒粒度为20～250μm。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。

Claims (4)

1.一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置，包括压缩弹簧(1)、导向柱(2)、安装壳体(3)、通液接头(4)、通液软管(5)、连接板(6)、导电磨头(7)、紧定螺钉(8)、压板(9)、回转体工件(10)，其特征在于：所述安装壳体(3)采用中空结构，其侧壁开设螺纹孔、并与紧定螺钉(8)紧密旋合，其顶部固定设置通液接头(4)，通液接头(4)的下端连接通液软管(5)，通液软管(5)的另一端与连接板(6)活动连接，连接板(6)的外壁与导电磨头(7)内壁采用过盈配合，电解液从安装壳体(3)顶部的通液接头(4)流入，经过通液软管(5)流入导电磨头(7)内部，最终通过导电磨头(7)底部开设的通液孔流入回转体工件(10)的内端面；所述导电磨头(7)上端均匀开设有四个盲孔，导向柱(2)外壁与盲孔内壁采用过盈配合，导向柱(2)上端嵌套有压缩弹簧(1)，压缩弹簧(1)沿导向柱(2)的轴线方向发生弹性形变；所述压板(9)固定设置于安装壳体(3)底部，压板(9)的上端面与导电磨头(7)安装面紧密贴合，导电磨头(7)的外壁与安装壳体(3)内壁采用间隙配合。
2.根据权利要求1所述的回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置，其特征在于：所述导电磨头(7)的基体材料为不锈钢，采用电镀方法和金属结合剂将金刚石磨粒粘结在不锈钢基体上，金刚石磨粒的粒度为20～250μm。
3.一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法，其采用权利要求1或2所述的回转体内端面粗精一体化电化学机械加工装置，特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤a、采用内喷液的导电磨头(7)对回转体工件(10)进行电化学加工，去除回转体工件(10)大部分加工余量、控制剩余加工余量小于0.1mm，拧紧紧定螺钉(8)将导电磨头(7)与安装壳体(3)连接为一体，机床运动系统驱动安装壳体(3)和导电磨头(7)作高速旋转，导电磨头(7)底部与回转体工件(10)内端面维持0.2～0.5mm的加工间隙；步骤b、机床运动系统驱动导电磨头(7)作高速旋转、并保持导电磨头(7)底部与回转体工件(10)内端面刚性接触，回转体工件(10)的内端面发生阳极溶解、生成氧化膜，导电磨头(7)表面电镀的金刚石磨粒刮除氧化膜，随着氧化膜生成和刮除循环进行，实现回转体工件(10)内端面的电化学磨削，去除回转体工件(10)的剩余加工余量；步骤c、拧松紧定螺钉(8)将导电磨头(7)与安装壳体(3)相互分离，通过机床运动系统控制压缩弹簧(1)的压缩量，使导电磨头(7)底部与回转体工件(10)内端面产生弹性接触，以进行回转体工件(10)内端面的电化学研磨，改善回转体工件(10)内端面的表面质量。
4.根据权利要求3所述的回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法，其特征在于：采用内喷液导电磨头(7)对回转体工件(10)进行电化学加工和电化学磨削时，安装壳体(3)和导电磨头(7)作同步旋转和竖直进给运动；采用内喷液导电磨头(7)对回转体工件(10)进行电化学研磨时，安装壳体(3)和导电磨头(7)仅作同步旋转运动，安装壳体(3)沿竖直方向运动控制压缩弹簧(1)的压缩量，以调控导电磨头(7)的研磨压力。
CN202211133795.4A 2022-09-16 2022-09-16 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置 Active CN115464547B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211133795.4A CN115464547B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211133795.4A CN115464547B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115464547A CN115464547A (zh) 2022-12-13
CN115464547B true CN115464547B (zh) 2023-07-07

Family

ID=84332749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211133795.4A Active CN115464547B (zh) 2022-09-16 2022-09-16 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115464547B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8070933B2 (en) * 2005-05-06 2011-12-06 Thielenhaus Microfinishing Corp. Electrolytic microfinishing of metallic workpieces
CN205342118U (zh) * 2016-01-15 2016-06-29 辽宁科技大学 整体叶盘电化学磁力研磨抛光机
CN107866615B (zh) * 2017-11-07 2019-03-29 常州工学院 一种组合电极电解机械磨抛复合加工装置及方法
CN108188511B (zh) * 2018-01-02 2020-08-14 南京航空航天大学 电解铣磨高效粗精加工一体化加工方法
CN111805028B (zh) * 2020-07-14 2022-05-24 南京农业大学 一种浮动工具电解车磨一体化加工方法及实现装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115464547A (zh) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100584500C (zh) 数控电解机械复合加工机床
CN111805028B (zh) 一种浮动工具电解车磨一体化加工方法及实现装置
CN104816056B (zh) 一种电解‑磁力研磨复合光整硬质材料的方法及其装置
CN204413769U (zh) 一种三维超声振动elid内圆磨削实验装置
CN100469529C (zh) 一种模具及零件的整体式磁流变抛光方法
CN108098536B (zh) 一种高效超精密剪切增稠-化学协同抛光装置
CN204711354U (zh) 一种电解-磁力研磨复合光整硬质材料的装置
CN110465711B (zh) 一种超声波增强电化学磨削装置
CN102059417A (zh) 内圆孔电火花成型与弹性珩磨复合加工专用电极及机床
CN109877657B (zh) 一种电化学增稠抛光方法
CN101342622A (zh) 嵌片式复合工具及电化学机械复合加工装置及其加工方法
CN110722410A (zh) 陶瓷材料阶梯轴类零件切入式无心磨削加工方法及装置
CN110014294B (zh) 群孔管电极电解钻磨一体化加工装置及系统
CN206216056U (zh) 电解磁力研磨机
CN109202706B (zh) 一种具有在线电解修整功能的磨头
CN115464547B (zh) 一种回转体内端面粗精一体化电化学机械加工方法及装置
CN102284754B (zh) 电化学球面复合抛光装置
CN111992824A (zh) 一种薄壁机匣表面浅型腔结构电解加工装置及其电解加工方法
CN211219028U (zh) 平面磨削与电解复合加工装置及其系统
CN110695472A (zh) 活动模板电解磨削复合加工工具阴极及方法
CN113084702B (zh) 一种回转零件端面脉冲振动电化学研磨加工方法及装置
CN110744448A (zh) 陶瓷圆柱滚子贯穿式无心磨削加工方法及装置
CN111168172B (zh) 侧流式活动模板电解磨削复合加工方法及装置
CN111168173B (zh) 正流式活动模板电解磨削复合加工方法及装置
CN212420604U (zh) 电解辅助磁粒研磨双面抛光薄板的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant