【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電解加工，特別是涉及一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置和方法。
技術(shù)介紹
1、薄板類零部件廣泛應(yīng)用于航空航天、國防工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域，尤其是在航空航天領(lǐng)域，薄板類零部件的應(yīng)用可以減輕飛行器重量，降低能源消耗并提高其運載能力和性能。然而，薄壁特征以及各種加強筋和安裝孔的設(shè)計增加了這種低剛性零部件制造工藝的復(fù)雜性；另一方面，由于其工作環(huán)境的特殊性，常常由高強度、高硬度的鈦合金、高溫合金等難加工材料制成。
2、在傳統(tǒng)的銑削加工中存在以下弊端。首先，由于切削力的存在，銑削過程中可能發(fā)生材料彈塑性變形或者讓刀的情況，這使得加工后的零部件達(dá)不到設(shè)計要求的幾何尺寸和形位公差要求；其次，由于薄板類零部件剛性不足，在銑削過程中容易發(fā)生顫振，這可能導(dǎo)致被加工表面的加工精度和表面平整度降低，影響零部件加工的質(zhì)量和性能；然后，由于此類零部件常常由高強度材料制成，這為以“硬碰硬”為原理的傳統(tǒng)加工方式帶來了困難，切削力的增大不僅使機床承受額外的負(fù)荷，還加劇了刀具的磨損，提高加工成本；此外，加工區(qū)產(chǎn)生的熱沖擊、加工后的毛刺和殘余應(yīng)力等都對傳統(tǒng)銑削加工提出了挑戰(zhàn)。
3、電化學(xué)加工作為一種非接觸的特種加工方法，其基于電化學(xué)陽極溶解的原理，使陽極工件上的材料以離子的方式進(jìn)行剝離。它適合任何導(dǎo)電材料的加工，尤其在難加工的鈦合金、高溫合金或金屬金化合物等材料中得到廣泛應(yīng)用。此外，與傳統(tǒng)機械加工方式相比，電化學(xué)加工具有無切削力、無熱影響、無刀具磨損、不會產(chǎn)生加工參與應(yīng)力和毛刺等優(yōu)點。因此，基于傳統(tǒng)加工在薄板領(lǐng)域存在的不足和
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置和方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，通過使用回轉(zhuǎn)體圓環(huán)狀的陰極工具和出液系統(tǒng)的隨動式外沖液方式，利用陰極工具和陽極工件特定的運動方式完成陽極工件減薄和表面特征的一次性高效加工。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下方案：
3、本專利技術(shù)提供一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，包括：
4、工裝夾具系統(tǒng)，所述工裝夾具系統(tǒng)包括薄板夾具、轉(zhuǎn)接軸、陰極工具上蓋板、連接件；
5、所述薄板夾具用于陽極工件的定位和加緊，本專利技術(shù)的陽極工件即薄板類零件；
6、所述轉(zhuǎn)接軸固定在機床主軸上，并通過陰極工具上蓋板將陰極工具與機床主軸相連接，所述陰極工具位于所述陽極工件待加工面的同側(cè)，且所述陰極工具能夠跟隨機床主軸同步轉(zhuǎn)動和線性運動，即機床主軸轉(zhuǎn)動時能夠帶動轉(zhuǎn)接軸同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動陰極工具同步轉(zhuǎn)動，機床主軸跟隨機床的平動結(jié)構(gòu)水平移動時，陰極工具同步水平移動，機床的結(jié)構(gòu)和其水平移動結(jié)構(gòu)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，例如可以采用絲杠螺母結(jié)構(gòu)或油缸結(jié)構(gòu)，連接一個滑動塊，機床主軸安裝于滑動塊上，即可實現(xiàn)機床主軸的平動；
7、所述連接件固定在機床主軸基座上，機床主軸基座只跟隨做水平移動，不會跟隨機床主軸轉(zhuǎn)動，所述連接件連接有出液系統(tǒng)，所述出液系統(tǒng)與所述機床主軸保持一致的線性運動；所述出液系統(tǒng)能夠在陽極工件與陰極工具之間噴射電解液，實現(xiàn)了電解過程中的外沖液；
8、直流電源，其正極與所述陽極工件連接，負(fù)極與所述陰極工具連接；所述陰極工具為回轉(zhuǎn)體圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其電解過程中，除了沿著陽極工件一端至另一端線性移動，同時還處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此實現(xiàn)了旋印電解加工，陰極工具側(cè)壁開有不同形狀和尺寸的凹槽狀窗口，并在所述窗口的底面和側(cè)壁進(jìn)行絕緣處理，形成絕緣窗口。
9、可選的，還包括連接塊，所述薄板夾具兩端分別固定于對應(yīng)的所述連接塊上，兩個所述連接塊下部設(shè)置于機床工作臺上。
10、可選的，所述連接件包括連接桿和連接板，水平布置的所述連接板固定在所述機床主軸基座上，所述連接板兩端對稱連接有兩個豎直布置的所述連接桿，每個所述連接桿內(nèi)側(cè)均安裝有一個所述出液系統(tǒng)；兩個所述出液系統(tǒng)交替為加工區(qū)提供隨動式外流場供液，供液方向與加工區(qū)陰極工具離陽極工件最近母線的線速度方向一致。
11、可選的，所述出液系統(tǒng)包括安裝于所述連接桿內(nèi)側(cè)的噴嘴組件，所述噴嘴組件為分體結(jié)構(gòu)，包括噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板和均流器，所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板向內(nèi)側(cè)傾斜對稱布置，所述噴嘴組件上蓋板密封設(shè)置于所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板上部，所述噴嘴組件下蓋板密封設(shè)置于所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板下部，所述均流器位于噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板所圍成的封閉空間內(nèi)；電解液從噴嘴組件上蓋板前端的圓孔進(jìn)入該封閉空間，流過所述均流器后，從噴嘴組件左側(cè)壁板和噴嘴組件右側(cè)壁板末端的間隙流出。
12、可選的，所述連接塊為“凸”字型結(jié)構(gòu)，所述連接塊下部開有四個腰型孔，所述腰型孔能夠固定于所述工作臺的t型槽上，并能夠進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；所述連接塊上部開有兩個螺紋孔用于固定所述薄板夾具。
13、可選的，所述薄板夾具為長方體結(jié)構(gòu)，其四個頂角開有沉頭腰型孔，用于與對應(yīng)的所述連接塊連接，所述薄板夾具一側(cè)的表面開有l(wèi)型凹槽，用于陽極工件的定位；所述l型凹槽的頂角處開有四分之三圓槽，以防止陽極工件定位干涉；所述l型凹槽上開有多列螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)置螺栓結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈥枠O工件固定卡接于l型凹槽上，多列不同位置處的螺紋孔以適應(yīng)不同長度的陽極工件的裝夾。
14、可選的，所述連接板為u型板，所述u型板沿其u型槽口分布有三個腰型孔，用于同機床主軸基座相連，所述u型板兩端圓形陣列分布有圓型槽口，用于固定連接桿；所述連接桿能夠在設(shè)定角度內(nèi)繞圓型槽口的陣列圓心轉(zhuǎn)動，以調(diào)整噴嘴組件的電解液出口方向。該設(shè)定角度為小于90度的范圍內(nèi)的任意數(shù)值。
15、可選的，所述均流器將所述噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板圍成的封閉空間內(nèi)部分隔為前部空間和后部空間；所述均流器包括均流板和繞流柱，所述均流板和繞流柱通過一個圓柱體焊接成整體結(jié)構(gòu)，所述均流板為開有多個通孔的平板，所述繞流柱為圓柱體，且所述繞流柱軸線與均流板的多個通孔圓心連線平行，電解液流過通孔后，正好進(jìn)入與通孔正對布置的繞流柱處，然后經(jīng)繞流柱平滑的側(cè)壁流過；電解液從噴嘴組件上蓋板前端的圓孔進(jìn)入該封閉空間的前部空間，流過所述均流板的通孔和繞流柱的側(cè)壁后，進(jìn)入該封閉空間的后部空間，并從噴嘴組件左側(cè)壁板和噴嘴組件右側(cè)壁板末端的間隙流出。
16、本專利技術(shù)還提供一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工方法，包括如下步驟：
17、步驟1，陽極工件靜止，陰極工具在陽極工件一端進(jìn)行對刀處理，使兩者保持相對位置關(guān)系；打開供液閥對加工區(qū)進(jìn)行供液，保持外部直流電源接通，使陰極工具和陽極工件在外部直流電源和電解液的作用下形成閉合回路；
18、步驟2，啟動換向閥使噴嘴組件其中之一對加工區(qū)進(jìn)行供液，噴嘴組件的選擇依據(jù)為供液方本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：還包括連接塊，所述薄板夾具兩端分別固定于對應(yīng)的所述連接塊上，兩個所述連接塊下部設(shè)置于機床工作臺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述連接件包括連接桿和連接板，水平布置的所述連接板固定在所述機床主軸基座上，所述連接板兩端對稱連接有兩個豎直布置的所述連接桿，每個所述連接桿內(nèi)側(cè)均安裝有一個所述出液系統(tǒng)；兩個所述出液系統(tǒng)交替為加工區(qū)提供隨動式外流場供液，供液方向與加工區(qū)陰極工具離陽極工件最近母線的線速度方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述出液系統(tǒng)包括安裝于所述連接桿內(nèi)側(cè)的噴嘴組件，所述噴嘴組件為分體結(jié)構(gòu)，包括噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板和均流器，所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板向內(nèi)側(cè)傾斜對稱布置，所述噴嘴組件上蓋板密封設(shè)置于所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板上部
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述連接塊為“凸”字型結(jié)構(gòu)，所述連接塊下部開有四個腰型孔，所述腰型孔能夠固定于所述工作臺的T型槽上，并能夠進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；所述連接塊上部開有兩個螺紋孔用于固定所述薄板夾具。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述薄板夾具為長方體結(jié)構(gòu)，其四個頂角開有沉頭腰型孔，用于與對應(yīng)的所述連接塊連接，所述薄板夾具一側(cè)的表面開有L型凹槽，用于陽極工件的定位；所述L型凹槽的頂角處開有四分之三圓槽，以防止陽極工件定位干涉；所述L型凹槽上開有多列螺紋孔，以適應(yīng)不同長度的陽極工件的裝夾。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述連接板為U型板，所述U型板沿其U型槽口分布有三個腰型孔，用于同機床主軸基座相連，所述U型板兩端圓形陣列分布有圓型槽口，用于固定連接桿；所述連接桿能夠在設(shè)定角度內(nèi)繞圓型槽口的陣列圓心轉(zhuǎn)動，以調(diào)整噴嘴組件的電解液出口方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述均流器將所述噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板圍成的封閉空間內(nèi)部分隔為前部空間和后部空間；所述均流器包括均流板和繞流柱，所述均流板和繞流柱通過一個圓柱體焊接成整體結(jié)構(gòu)，所述均流板為開有多個通孔的平板，所述繞流柱為圓柱體，且所述繞流柱軸線與均流板的多個通孔圓心連線平行；電解液從噴嘴組件上蓋板前端的圓孔進(jìn)入該封閉空間的前部空間，流過所述均流板的通孔和繞流柱的側(cè)壁后，進(jìn)入該封閉空間的后部空間，并從噴嘴組件左側(cè)壁板和噴嘴組件右側(cè)壁板末端的間隙流出。
9.一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工方法，其特征在于：包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工方法，其特征在于：陰極工具相對于陽極工件坐標(biāo)系具有設(shè)定的運動關(guān)系，即陰極工具上任意一點p表示為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：還包括連接塊，所述薄板夾具兩端分別固定于對應(yīng)的所述連接塊上，兩個所述連接塊下部設(shè)置于機床工作臺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述連接件包括連接桿和連接板，水平布置的所述連接板固定在所述機床主軸基座上，所述連接板兩端對稱連接有兩個豎直布置的所述連接桿，每個所述連接桿內(nèi)側(cè)均安裝有一個所述出液系統(tǒng)；兩個所述出液系統(tǒng)交替為加工區(qū)提供隨動式外流場供液，供液方向與加工區(qū)陰極工具離陽極工件最近母線的線速度方向一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述出液系統(tǒng)包括安裝于所述連接桿內(nèi)側(cè)的噴嘴組件，所述噴嘴組件為分體結(jié)構(gòu)，包括噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板和均流器，所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板向內(nèi)側(cè)傾斜對稱布置，所述噴嘴組件上蓋板密封設(shè)置于所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板上部，所述噴嘴組件下蓋板密封設(shè)置于所述噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板下部，所述均流器位于噴嘴組件上蓋板、噴嘴組件下蓋板、噴嘴組件左側(cè)壁板、噴嘴組件右側(cè)壁板所圍成的封閉空間內(nèi)；電解液從噴嘴組件上蓋板前端的圓孔進(jìn)入該封閉空間，流過所述均流器后，從噴嘴組件左側(cè)壁板和噴嘴組件右側(cè)壁板末端的間隙流出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板類零件隨動式外沖液旋印電解加工裝置，其特征在于：所述連接塊為“凸”字型結(jié)構(gòu)，所述連接塊下部開有四個腰型孔，所述腰型孔能夠固定于所述工作臺的t型槽上，并能夠進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；所述連接塊上部開有兩個...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王登勇，朱立新，朱荻，
申請(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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