CN213318167U - 一种立式数控电解磨削镗孔装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种立式数控电解磨削镗孔装置，包括磨削装置和回转工作台，磨削装置包括滑台、主轴头、夹头、装夹杆和阴极，滑台与立柱滑动连接，主轴头设于滑台远离立柱的一侧，主轴头和滑台之间设有绝缘板，主轴头下方设有夹头，夹头内装设有装夹杆，装夹杆下端插设有阴极，阴极与装夹杆下端滑动连接，阴极沿轴线设有进液通道，阴极头部密布有与进液通道连通的喷孔，阴极头部表面镀有绝缘耐磨层，阴极尾部插设有进液管道，阴极上设有用于调节阴极头部伸出距离的调节组件，还包括对工件电解反应提供脉冲电压的电解电源。本实用新型提供的一种立式数控电解磨削镗孔装置，采用阴极伸出距离可调以满足不同孔径的孔的加工，保证加工效率和质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学加工装置技术领域，特别是涉及一种立式数控电解磨削镗孔装置。
背景技术
电解加工又称电化学加工(Electrochemical Machining，ECM)，是基于电化学过程的阳极溶解原理，利用预先设计的阴极控制阳极溶解，从而完成工件加工成型的技术。在加工过程中，极间通以低电压、高电流密度的直流电或脉冲电流，同时通以高速流动的电解液。阴极工具以一定的速度进给，以维持电极间的恒定小间隙。阳极工件则遵循法拉第定律按照工具阴极的形状不断溶解，直到工件的形状和尺寸均达到要求为止。
电解磨削是电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工，又称电化学磨削，英文简称ECG。电解磨削是20世纪50年代初美国人研究发明的为电解磨削的原理。工件作为阳极与直流电源的正极相连；导电磨轮作为阴极与直流电源的负极相连。
孔结构在诸多工程领域应用广泛，如3D打印机喷头、发动机燃料喷嘴、航空发动机叶片气膜冷却孔、化纤喷丝板上的异型孔等。孔壁的表面质量往往决定了小孔零件的质量与性能，因此对小孔超精密加工的需求也越来越迫切。然而在生产过程中，由于代加工孔的孔径不同，常常需要更换不同规格的阴极，费时费力，影响生产效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种立式数控电解磨削镗孔装置。
本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种立式数控电解磨削镗孔装置，包括设于立柱上的磨削装置和设于床身上的回转工作台，所述回转工作台下端设有驱动回转工作台沿轴线转动的驱动机构，所述磨削装置包括滑台、主轴头、夹头、装夹杆和阴极，所述滑台设于所述立柱侧壁与所述立柱滑动连接，所述滑台上设有驱动滑台沿竖直方向移动的滑动组件，所述主轴头设于所述滑台远离立柱的一侧，所述主轴头和滑台之间设有绝缘板，所述主轴头下方设有夹头，所述夹头内装设有装夹杆，所述装夹杆下端插设有阴极，所述阴极与装夹杆下端滑动连接，所述阴极轴线水平设置，所述阴极沿轴线设有进液通道，所述阴极头部密布有多个与进液通道连通的喷孔，所述阴极头部表面镀有绝缘耐磨层，所述阴极尾部插设有进液管道，所述阴极上设有用于调节阴极头部伸出距离的调节组件，还包括对工件电解反应提供脉冲电压的电解电源。
回转工作台用于承载工件，带动工件沿工作台旋转中心转动；绝缘板的作用是将主轴头与机床立柱绝缘开；主轴头固定夹头，夹头固定装夹杆，装夹杆上设置阴极，装夹杆用于将阴极向下延伸，方便阴极可以加工到工件底部，阴极表面镀有绝缘耐磨层，如陶瓷颗粒、金刚石颗粒等，滑台在滑动组件的带动下沿立柱上下滑动，从而带动阴极上下移动对工件内孔进行加工；调节组件用于调节阴极的伸出距离以适应不同孔径的工件；进液管道与进液通道连通，阴极头部密布有喷孔，电解液由磨削阴极的头部以一定压力喷入与工件之间的加工间隙中，参与电解磨削加工电化学反应。
进一步，为了调节阴极伸出距离，使阴极头部与工件内孔配合进行加工，所述调节组件包括齿轮和齿条，所述齿条设于阴极外壁面上沿阴极长度方向设置，所述装夹杆上转动连接有与所述齿条啮合的齿轮，所述齿轮一侧设有同步轮，所述同步轮和齿轮之间连接有转轴，所述转轴与装夹杆转动连接，所述主轴头上设有伺服电机，所述伺服电机输出端与同步轮之间连接有同步带。
齿轮与齿条的配合用于带动阴极沿轴线在装夹杆上前后移动，调节阴极的伸出距离，使阴极与工件内孔配合，同步轮与齿轮同步转动，伺服电机通过同步带带动同步轮正转或反转，从而调节阴极伸出距离。
进一步，所述回转工作台下方设有滑动工作台，所述驱动机构设于所述回转工作台和滑动工作台之间，所述驱动机构包括回转轴和过孔导电滑环，所述过孔导电滑环套设于所述回转轴外侧，所述过孔导电滑环下端与滑动工作台固定连接，所述过孔导电滑环上端与回转工作台间隙配合，所述回转轴下端与滑动工作台转动连接，所述回转轴上端与回转工作台固定连接，所述滑动工作台与床身之间设有滑块和滑轨，所述床身内设有驱动滑动工作台沿滑轨来回移动的伺服进给机构。
磨削过程中，工件随着回转工作台旋转，磨削阴极贴近工件内孔或者外圆，在回转工作台的沿X轴来回移动的配合下，沿着工件内、外侧形状走数控轨迹。
进一步，所述电解电源正极与所述过孔导电滑环连接，所述电解电源负极与所述主轴头连接，所述电解电源低压为6～12V，高压为12～24V，频率为10K～50K赫兹，占空比为20％～60％。高压为粗加工工艺，一次切深大；低压为精加工工艺，一次切深小。
机床主轴头与电解电源负极相连，以保持阴极与电源负极相导通，电解电源正极与过孔导电滑环连接，过孔导电滑环内孔与回转轴配合，使设于回转工作台上的工件与其保持导通；
进一步，还包括电解液进液装置，所述电解液进液装置包括压力泵和净液槽，所述压力泵输入端通过水管与所述净液槽连通，所述压力泵输出端通过水管与所述进液管道连通，所述床身下方设有用于接收废电解液的废液槽，所述废液槽与净液槽之间连通有回流管，所述回流管上设有高压泵和过滤框，所述过滤框内设有多层过滤板。
压力泵能将电解液经过管道从进液管道送入阴极内部的进液通道，再由磨削阴极的头部以一定压力喷入与工件之间的加工间隙中，参与电解磨削加工电化学反应，参与加工过的电解液均回到电解液废液槽，经高压泵抽至多层过滤框过滤后，进入净液槽，供下次使用。
进一步，为了防止电解镗孔加工中产生的有害气体逸出，机床外周设有防护罩，所述防护罩顶部设有抽风机。电解磨削加工中所产生的气体由顶部的抽风机连接外管道排出。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种立式数控电解磨削镗孔装置，采用阴极伸出距离可调以满足不同孔径的孔的加工，保证加工效率和质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图；
图2是图1中A的放大示意图。
图中：1、立柱，2、床身，3、回转工作台，4、滑台，5、主轴头，6、夹头，7、装夹杆，8、阴极，8-1、进液通道，9、绝缘板，10、进液管道，11、电解电源，12、齿轮，13、齿条，14、同步轮，15、伺服电机，16、同步带，17、滑动工作台，18、回转轴，19、过孔导电滑环，20、压力泵，21、净液槽，22、废液槽，23、高压泵，24、过滤框，25、防护罩，26、抽风机，27、工件。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1-2所示，本实用新型的一种立式数控电解磨削镗孔装置，包括设于立柱1上的磨削装置和设于床身2上的回转工作台3，所述回转工作台3下端设有驱动回转工作台3沿轴线转动的驱动机构，所述磨削装置包括滑台4、主轴头5、夹头6、装夹杆7和阴极8，所述滑台4设于所述立柱1侧壁与所述立柱1滑动连接，所述滑台4上设有驱动滑台4沿竖直方向移动的滑动组件，所述主轴头5设于所述滑台4远离立柱1的一侧，所述主轴头5和滑台4之间设有绝缘板9，所述主轴头5下方设有夹头6，所述夹头6内装设有装夹杆7，所述装夹杆7下端插设有阴极8，所述阴极8与装夹杆7下端滑动连接，所述阴极8轴线水平设置，所述阴极8沿轴线设有进液通道8-1，所述阴极8头部密布有多个与进液通道8-1连通的喷孔，所述阴极8头部表面镀有绝缘耐磨层，所述阴极8尾部插设有进液管道10，所述阴极8上设有用于调节阴极8头部伸出距离的调节组件，还包括对工件27电解反应提供脉冲电压的电解电源11。
所述调节组件包括齿轮12和齿条13，所述齿条13设于阴极8外壁面上沿阴极8长度方向设置，所述装夹杆7上转动连接有与所述齿条13啮合的齿轮12，所述齿轮12一侧设有同步轮14，所述同步轮14和齿轮12之间连接有转轴，所述转轴与装夹杆7转动连接，所述主轴头5上设有伺服电机15，所述伺服电机15输出端与同步轮14之间连接有同步带16。
所述回转工作台3下方设有滑动工作台17，所述驱动机构设于所述回转工作台3和滑动工作台17之间，所述驱动机构包括回转轴18和过孔导电滑环19，所述过孔导电滑环19套设于所述回转轴18外侧，所述过孔导电滑环19下端与滑动工作台17固定连接，所述过孔导电滑环19上端与回转工作台3间隙配合，所述回转轴18下端与滑动工作台17转动连接，所述回转轴18上端与回转工作台3固定连接，所述滑动工作台17与床身2之间设有滑块和滑轨，所述床身2内设有驱动滑动工作台17沿滑轨来回移动的伺服进给机构。
所述电解电源11正极与所述过孔导电滑环19连接，所述电解电源11负极与所述主轴头5连接，所述电解电源11低压为6～12V，高压为12～24V，频率为10K～50K赫兹，占空比为20％～60％。
还包括电解液进液装置，所述电解液进液装置包括压力泵20和净液槽21，所述压力泵20输入端通过水管与所述净液槽21连通，所述压力泵20输出端通过水管与所述进液管道10连通，所述床身2下方设有用于接收废电解液的废液槽22，所述废液槽22与净液槽21之间连通有回流管，所述回流管上设有高压泵23和过滤框24，所述过滤框24内设有多层过滤板。
机床外周设有防护罩25，所述防护罩25顶部设有抽风机26。
工作过程：
电解磨削镗孔加工根据需求选择粗加工或精加工，粗加工时电解电源11调至高压，精加工时电解电源调至低压，并根据工件27孔径调节阴极8的伸出距离。
磨削过程中，工件27随着回转工作台3旋转，磨削阴极8贴近工件27内孔或者外圆，并沿着内、外侧形状走数控轨迹。加工过程中电解电源11施加磨削用脉冲电压，则工件27表面与阴极8相近的地方发生电化学腐蚀，产生了钝化膜，钝化膜阻碍的反应的进一步进行，对工件27表面起到保护作用；阴极8表面的镀层能有效刮除钝化膜，使得露出的金属再次发生电化学反应而去除材料。所以工件27每转一圈，只有与阴极8相对的地方发生着电化学溶解和生成钝化膜的过程，每次的去除量很少，属于精加工范畴，可以得到较好的加工面质量。
当工件27为盲孔件时，镗孔时采用盲孔内放置抽水泵抽出多余电解液，加工效果更好。
本镗床所采用的导轨、滑台4、工作台等均为耐腐蚀材料，如不锈钢等，机床床身2采用大理石等耐腐蚀材料。
本实用新型中方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：包括设于立柱(1)上的磨削装置和设于床身(2)上的回转工作台，所述回转工作台(3)下端设有驱动回转工作台(3)沿轴线转动的驱动机构，所述磨削装置包括滑台(4)、主轴头(5)、夹头(6)、装夹杆(7)和阴极(8)，所述滑台(4)设于所述立柱(1)侧壁与所述立柱(1)滑动连接，所述滑台(4)上设有驱动滑台(4)沿竖直方向移动的滑动组件，所述主轴头(5)设于所述滑台(4)远离立柱(1)的一侧，所述主轴头(5)和滑台(4)之间设有绝缘板(9)，所述主轴头(5)下方设有夹头(6)，所述夹头(6)内装设有装夹杆(7)，所述装夹杆(7)下端插设有阴极(8)，所述阴极(8)与装夹杆(7)下端滑动连接，所述阴极(8)轴线水平设置，所述阴极(8)沿轴线设有进液通道(8-1)，所述阴极(8)头部密布有多个与进液通道(8-1)连通的喷孔，所述阴极(8)头部表面镀有绝缘耐磨层，所述阴极(8)尾部插设有进液管道(10)，所述阴极(8)上设有用于调节阴极(8)头部伸出距离的调节组件，还包括对工件(27)电解反应提供脉冲电压的电解电源(11)。
2.如权利要求1所述的一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：所述调节组件包括齿轮(12)和齿条(13)，所述齿条(13)设于阴极(8)外壁面上沿阴极(8)长度方向设置，所述装夹杆(7)上转动连接有与所述齿条(13)啮合的齿轮(12)，所述齿轮(12)一侧设有同步轮(14)，所述同步轮(14)和齿轮(12)之间连接有转轴，所述转轴与装夹杆(7)转动连接，所述主轴头(5)上设有伺服电机(15)，所述伺服电机(15)输出端与同步轮(14)之间连接有同步带(16)。
3.如权利要求1或2所述的一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：所述回转工作台(3)下方设有滑动工作台(17)，所述驱动机构设于所述回转工作台(3)和滑动工作台(17)之间，所述驱动机构包括回转轴(18)和过孔导电滑环(19)，所述过孔导电滑环(19)套设于所述回转轴(18)外侧，所述过孔导电滑环(19)下端与滑动工作台(17)固定连接，所述过孔导电滑环(19)上端与回转工作台(3)间隙配合，所述回转轴(18)下端与滑动工作台(17)转动连接，所述回转轴(18)上端与回转工作台(3)固定连接，所述滑动工作台(17)与床身(2)之间设有滑块和滑轨，所述床身(2)内设有驱动滑动工作台(17)沿滑轨来回移动的伺服进给机构。
4.如权利要求3所述的一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：所述电解电源(11)正极与所述过孔导电滑环(19)连接，所述电解电源(11)负极与所述主轴头(5)连接，所述电解电源(11)低压为6～12V，高压为12～24V，频率为10K～50K赫兹，占空比为20％～60％。
5.如权利要求4所述的一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：还包括电解液进液装置，所述电解液进液装置包括压力泵(20)和净液槽(21)，所述压力泵(20)输入端通过水管与所述净液槽(21)连通，所述压力泵(20)输出端通过水管与所述进液管道(10)连通，所述床身(2)下方设有用于接收废电解液的废液槽(22)，所述废液槽(22)与净液槽(21)之间连通有回流管，所述回流管上设有高压泵(23)和过滤框(24)，所述过滤框(24)内设有多层过滤板。
6.如权利要求4所述的一种立式数控电解磨削镗孔装置，其特征在于：机床外周设有防护罩(25)，所述防护罩(25)顶部设有抽风机(26)。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022305324.XU CN213318167U (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 一种立式数控电解磨削镗孔装置 |
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| CN213318167U true CN213318167U (zh) | 2021-06-01 |
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| CN (1) | CN213318167U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116352199A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-06-30 | 河南工学院 | 自胀式电解磨削光整加工变截面内孔工具及使用方法 |
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2020
- 2020-10-15 CN CN202022305324.XU patent/CN213318167U/zh active Active
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| CN116352199A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-06-30 | 河南工学院 | 自胀式电解磨削光整加工变截面内孔工具及使用方法 |
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