CN218575187U - 一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置，属于电解加工技术领域。包括内六角螺钉、外压板螺钉、连接杆、密封垫、内压板螺钉、内压板、工件安装座、阴极安装座、工件、阴极、密封圈、密封腔和外压板，其特点在于采用同一工艺装置实现平行沟槽的电解粗加工和电解精加工，简化了工艺装置设计，缩短了平行沟槽电解加工工艺的研发周期；将柔性密封垫用于工艺装置的动态密封，同时满足了阴极复合进给和电解液密封的需求，为电解加工工艺装置的动态密封提供了技术路径。

Description

一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置，属于电解加工技术领域。

背景技术

尺度在微米到百微米的平行沟槽是典型的微细结构，广泛应用于航空航天、光学仪器、生物医疗、家用电器和精密模具等领域中。微细加工技术是实现平行沟槽结构加工的技术基础，目前沟槽加工通常采用机械切削和特种加工，机械切削包括高速切削、高速钻削、高速铣削等；特种加工包括微细电火花成形、小功率激光加工、微细加工等。机械切削加工已经能够实现铝合金、不锈钢、钛合金等各种难加工材料平行沟槽结构的高效制备，但加工的沟槽边缘仍然存在难以完全去除的飞边、毛刺，一定程度上制约了机电产品性能的提升；采用电火花成形和激光方法能够实现平行沟槽结构的高精度加工，但由于热应力作用，沟槽表面容易出现变质层、微裂纹等加工缺陷。

电解加工技术是基于阳极溶解原理实现金属材料去除的，理论上能够以离子尺度溶解材料，并且加工过程中无阴极损耗、无机械应力和热应力，特别适合难加工金属材料平行沟槽阵列的批量化、低成本加工。但值得注意的是，传统沟槽阵列电解加工通常存在加工定域性差、流场波动剧烈等难点问题。为此，研究人员提出辅助振动方法，借助阴极振动强迫小间隙内电解液对流和加工产物排出，显著减小了加工过程中的流场突变、提高了沟槽加工一致性。为了改善沟槽阵列加工定域性，研究人员在辅助振动基础上，将阴极振动与脉冲电源输出相耦合，使得加工电源只在阴极靠近工件时导通，显著减少了杂散电流作用时间。

需要指出的是，虽然现有辅助振动、脉冲与振动耦合方法能够提高平行沟槽阵列电解加工的定域性、减小流场波动，但是这些方法对加工设备的成本要求较高。此外，辅助振动加剧了电解液对弱刚度阴极凸起的冲击，沟槽阵列加工过程中阴极凸起容易产生变形，使得加工稳定性变差。因此，开发一种新型的平行沟槽电解加工装置，减小电解液对弱刚度阴极凸起的冲击、降低工艺装置对高端电解加工设备的依赖，进而实现平行沟槽的低成本、高效率、高精度加工显得尤为迫切。

发明内容

1、本实用新型针对现有平行沟槽阵列电解加工技术的不足，提出一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置，在同一工艺装置上实现平行沟槽的电解粗加工和精加工，减少了电解液对弱刚度阴极凸起的冲击，缩短了平行沟槽电解加工工艺的研发周期。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置，包括内六角螺钉、外压板螺钉、连接杆、密封垫、内压板螺钉、内压板、工件安装座、阴极安装座、工件、阴极、密封圈、密封腔、外压板，所述连接杆上端与机床运动系统相连接，下端固定连接阴极安装座，阴极安装座的内侧固定设置阴极；所述工件设置于阴极正下方，工件与工件安装座固定连接，在工件安装座上端设置有密封腔，通过内六角螺钉将密封腔与工件安装座连接为一体；所述阴极安装座和密封腔上端设置柔性密封垫，通过内压板螺钉、外压板螺钉、内压板和外压板将密封垫与阴极安装座、密封腔连接为一体。

本实用新型的另一项技术目的是提供一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置的使用方法，采用阴极在工件表面进行平行沟槽的电解加工，阴极和工件分别与加工电源的负极、正极相连接，电解液从密封腔一侧进液口流入、并从另一侧出液口流出；电解粗加工平行沟槽时，在机床运动系统作用下，阴极沿竖直方向向下进给的同时，沿平行于电解液流动方向作往复运动；电解精加工平行沟槽时，阴极只沿垂直于电解液流动方向作微量往复平动。

电解粗加工平行沟槽时，阴极和工件之间施加的加工电压为8～15V，密封腔一侧的电解液进口压力为0.3～0.8MPa，阴极竖直向下的进给速度为0.1～0.5mm/min、沿平行于电解液流动方向的往复运动速度为1～10mm/min，阴极沿平行于电解液流动方向往复运动的位移为1～5mm；电解精加工平行沟槽时，阴极和工件之间施加的加工电压为3～5V，密封腔一侧的电解液进口压力为0.1～0.3MPa，阴极沿垂直于电解液流动方向的往复平动速度为 10～50mm/min、平动量为0.01～0.05mm。

3、本实用新型的有益效果为：(一)本实用新型在同一工艺装置上实现平行沟槽阵列电解粗加工和精加工，简化了工艺装置设计，满足了平行沟槽阵列多样化电解加工需求；(二)本实用新型将柔性密封垫用于电解加工工艺装置的动态密封，满足了阴极复合进给条件下的电解液密封需求。

附图说明

图1为本实用新型平行沟槽电解粗精一体加工装置的半剖视图。

图2为本实用新型柔性密封垫的结构示意图。

图3为本实用新型阴极结构示意图。

图4为本实用新型密封腔结构示意图。

图中：1、内六角螺钉，2、外压板螺钉，3、连接杆，4、密封垫，5、内压板螺钉， 6、内压板，7、工件安装座，8、阴极安装座，9、工件，10、阴极，11、密封圈，12、密封腔，13、外压板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为平行沟槽电解粗精一体加工装置的半剖视图，该装置包括内六角螺钉1、外压板螺钉2、连接杆3、密封垫4、内压板螺钉5、内压板6、工件安装座7、阴极安装座8、工件9、阴极10、密封圈11、密封腔12、外压板13，所述工件9固定设置于工件安装座7 内部，在工件9和工件安装座7上端设置有密封腔12，在密封腔12与工件9之间设置有密封圈11以抑制电解液从加工装置内部泄漏；所述密封腔12一侧开设有电解液进液口、密封腔12另一侧对称开设有电解液出液口，通过内六角螺钉1将密封腔12与工件安装座7连接为一体；在工件9上方设置有阴极10，工件9和阴极10之间的加工间隙为0.1～0.5mm；所述阴极10固定设置于阴极安装座8内部，在阴极安装座8和密封腔12上端设置有密封垫4，通过外压板13、内压板6、内压板螺钉5和外压板螺钉2将密封垫4与阴极安装座8、密封腔12连接为一体；所述阴极安装座8上端与连接杆3固定连接，通过机床运动系统驱动连接杆3和阴极10作同步的竖直进给运动、平行于电解液流动方向的往复运动以及垂直于电解液流动方向的微量平动。

电解粗加工平行沟槽阵列时，阴极10和工件9分别与加工电源的负极、正极连接，阴极10在机床运动系统驱动下沿竖直方向向下进给，同时阴极10沿平行于电解液流动方向作往复运动，阴极10竖直向下进给速度为0.1～0.5mm/min、沿平行于电解液流动方向的往复运动速度为1～10mm/min，阴极10沿平行于电解液流动方向往复运动的位移为1～5mm；电解精加工平行沟槽阵列时，阴极10在机床运动系统驱动下只沿垂直于电解液流动方向进行微量往复平动，阴极10沿垂直于电解液流动方向的往复平动速度为10～50mm/min、平动量为 0.01～0.05mm。

图2为柔性密封垫的结构示意图，密封垫4采用柔性ABS塑料制成，其内部采用激光切割方法加工出中空结构。

图3为阴极结构示意图，阴极10的上端采用电火花线切割方法加工出平行凸起阵列，电解加工过程中借助平行凸起在工件9表面制备出平行沟槽阵列。

图4为密封腔结构示意图，密封腔12采用中空结构，其内部开设有均匀分布的光孔，用于内六角螺钉1、外压板螺钉2与密封腔12的固定连接；密封腔12端面开设有环形凹槽，凹槽内部配合有密封圈11。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，凡是依据本实用新型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，均仍属本实用新型技术和权利保护范畴。

Claims (1)

1.一种平行沟槽复合进给电解粗精一体加工装置，包括内六角螺钉(1)、外压板螺钉(2)、连接杆(3)、密封垫(4)、内压板螺钉(5)、内压板(6)、工件安装座(7)、阴极安装座(8)、工件(9)、阴极(10)、密封圈(11)、密封腔(12)、外压板(13)，其特征在于：所述连接杆(3)的上端与机床运动系统相连接，下端固定连接阴极安装座(8)，阴极安装座(8)的内侧固定设置有阴极(10)；所述工件(9)设置于阴极(10)的正下方，工件(9)与工件安装座(7)固定连接，在工件安装座(7)上端设置有密封腔(12)，通过内六角螺钉(1)将密封腔(12)与工件安装座(7)连接为一体；所述阴极安装座(8)和密封腔(12)上端设置有柔性密封垫(4)，通过内压板螺钉(5)、外压板螺钉(2)、内压板(6)和外压板(13)将密封垫(4)与阴极安装座(8)、密封腔(12)连接为一体。

Images