專利名稱：微細縫槽電解加工工藝及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的微細縫槽電解加工工藝及裝置屬微細縫槽電解加工方法及裝置。
微細縫、槽的加工方法主要有微細電火花加工，激光加工，金屬切削加工，電解加工等。采用電火花加工，加工效率很低，工具電極制造成本高并且損耗嚴重，加工表面質量差。激光加工精度低，表面質量差。另外這兩種方法都存在再鑄層和微裂紋現(xiàn)象，不適合在某些場合應用。機械加工的效率不高，易產(chǎn)生變形，不適合于窄縫、槽的加工。
電解加工是利用金屬電化學溶解的原理來實現(xiàn)金屬工件的加工成型的一種方法。與其它方法相比，電解加工具有以下優(yōu)點1)工具無損耗；2)生產(chǎn)效率高；3)加工表面質量好；4)與材料硬度無關。
電解加工的基本工藝過程是采用金屬材料作為工具電極(陰極)，一般陰極的形狀與工件(陽極)被加工區(qū)域形狀相似，在加工縫、槽時，加工電極端部一般為凸起的筋狀結構，筋厚大致等于槽寬減去兩倍的側面間隙。采用硝酸鈉或氯化鈉水溶液作為電解液。在電解加工過程中，電極以一定速度向工件毛坯進給，工具與工件之間保持0.1-0.5mm的間隙，電解液在間隙中沿筋狀結構長度方向高速流動，電解液溫度保持恒定。施加10-25伏直流電壓后，工件陽極溶解，逐漸形成和工具電極相對應的形狀，加工到一定尺寸后，斷電，得到由陰極反拷而來的與陰極形狀凹凸相反的工件。
上述方法在加工窄槽、縫時存在著困難1)當槽寬小至0.4mm以下時，電極筋狀凸起很薄，非常難制造，極易變形；2)采用筋狀結構，在加工中槽側面二次腐蝕現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)生錐度，尺寸精度難以保證；3)電解液流動沖刷不夠充分和徹底，加工產(chǎn)物排除不及時，過程穩(wěn)定性差。
本發(fā)明采取線繞工具電極和混合高速沖液的措施，電極制造容易，加工過程穩(wěn)定，可達到的最小縫寬小，加工精度高。
實現(xiàn)本電解加工工藝的裝置的構成是，受溫控儀控制的加熱器置于儲液槽內(nèi)，與電源相連的控制裝置連于傳動裝置，與儲液槽相連的磁力泵及過濾器、球閥、溢流閥的組成的電解液循環(huán)系統(tǒng)連于工作腔，其特點是還包括置于工作腔內(nèi)的由加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套固定于工具電極安裝座上，置于工具電極安裝座內(nèi)的線繞工具電極通過電極進給軸連于傳動裝置及置于線繞工具電極下端的工件安裝座所構的微細電解加工過程裝置。其中線繞工具電極是通過將微細金屬絲纏繞在特制框架上并利用固定螺釘將金屬絲固定而形成的，框架端部靠近工件一面的金屬電極絲對工件進行加工。線繞工具電極、工具電極安裝座、工件安裝座和加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套的合理裝配，可保證電解液通過線繞工具電極的特制框架結構進入到工件和金屬電極絲之間加工區(qū)時，沿著金屬絲電極的徑向和軸向兩個方向進行混合高速沖液，有利于及時沖走電解產(chǎn)物，保證加工的順利進行。
上述工藝及裝置的優(yōu)點是在微細縫槽電解中，可以大大減少電極的制造難度，有效減少加工縫槽時雜散腐蝕的發(fā)生，減少加工側面間隙，提高側面加工垂直度和加工精度，縮小縫槽寬度，提高加工穩(wěn)定性。
采用上述電解工藝方法及裝置，能低成本、高效加工出單或群縫，其縫寬可小至0.2毫米，加工精度可保證在±0.02mm。


圖1是微細縫槽電解加工工藝裝置整體結構示意圖。
圖2是微細電解加工過程裝置結構示意圖。
圖3是線繞工具電極組成示意圖(以加工放射狀分布群縫為例)，其中圖(A)為纏上金屬絲后的電極俯視圖，圖(B)為纏上金屬絲后的線繞工具電極的三維實體示意圖。
圖4加工區(qū)內(nèi)電解液流向示意圖(以加工放射狀分布群縫為例)。
圖1中標號名稱1、電極進給軸， 2、工具電極安裝座，3、加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套，4、線繞工具電極，5、工件安裝座，6、工作腔，7、球閥，8、溢流閥，9、過濾器，10、磁力泵，11、儲液槽，12、溫控儀，13、加熱器，14、控制裝置，15、電源，16、傳動裝置。
圖2中標號名稱標號1、2、3、4、5、6及其名稱與圖1中對應的標號和名稱一致，17、工具電極擰緊螺帽，18、壓力表，19、調(diào)節(jié)螺釘，20、工件，21、工件固定螺釘，22、工件安裝座固定螺釘，23、固定底座。
圖3中標號名稱24、工具電極特制框架，25、金屬細絲，26、固定螺釘。
其中24、25、26組成圖1和圖2中的線繞工具電極4。
圖2是微細電解加工過程裝置結構示意圖。線繞工具電極4通過工具電極擰緊螺帽17固定在工具電極安裝座2上。加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套3通過調(diào)節(jié)螺釘19安裝在工具電極安裝座2上，壓力表18安裝在壓力調(diào)節(jié)套3上，根據(jù)壓力表18顯示的壓力值，確定壓力調(diào)節(jié)套3與電極安裝座的相對位置，擰緊調(diào)節(jié)螺釘19固定壓力調(diào)節(jié)套3。工件20通過工件固定螺釘21安裝在工件安裝座5上，工件安裝座5通過工件安裝座固定螺釘22絕緣安裝在固定底座23上。
圖3是線繞工具電極組成示意圖。線繞工具電極的組成是將細金屬絲25纏繞在特制框架24上并通過固定螺釘26將其固定。
本發(fā)明專利“微細縫槽電解加工工藝”原理及過程采用將細金屬絲25纏繞在特制框架24上作為線繞工具陰極單元4，其纏繞后的形狀和位置和預期加工成形的群槽形狀和位置相對應，此陰極單元放置在工具電極安裝座2內(nèi)，工件20安放在工件安裝座5上并經(jīng)螺釘21絕緣固定在固定底座23上。加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套3套在工具電極安裝座2和工件安裝座5外面。加工前先調(diào)整工具電極和工件間距離為適當?shù)某跏奸g隙，電解液經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)7～11循環(huán)過濾，并通過溫控加熱裝置12、13加溫并保持溫度恒定。調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)套3的上下位置，當壓力表18顯示加工區(qū)內(nèi)壓力適當時，擰緊螺釘19固定調(diào)節(jié)套3。電解加工時，電源15給工具電極和工件通電，陰極4以一定速度向工件方向進給，電解液順著工具電極安裝座2的中心通孔高速沖入陰極單元4，然后如圖4所示，電解液沿著特制框架24的中心通道和環(huán)形通道分別高速沖入，沿中心通道的液流碰到工件后沿工件徑向四散，與沿環(huán)形通道沖入工作區(qū)的液流匯合，在工作區(qū)內(nèi)形成了沿金屬電極絲的徑向和軸向混合高速沖液方式，這種沖液方式可以及時將電解產(chǎn)物排除，使得金屬絲25和工件始終保持很小的加工間隙，進行穩(wěn)定加工。當加工深度達到規(guī)定尺寸時，斷電，停止加工，擰開固定螺釘21，得到所需的微細縫槽結構。采用上述工藝方法使得加工過程穩(wěn)定，有效減少加工縫槽的寬度，提高加工縫槽側壁的垂直度。
需要說明的是，本說明書中以放射狀分布的群縫加工作為一個具體實例進行解釋，實際上，針對不同分布特點的群縫，可以設計專門的特制框架結構，使得線繞工具電極端部靠近工件一面的金屬電極絲排列分布與預期加工成形的群槽排列分布相對應，而且保證沿著金屬絲的徑向和軸向混合高速沖液，使得該工藝方法和裝置適合于各種不同分布的群縫的穩(wěn)定精確加工。
權利要求
1.一種微細縫槽電解加工工藝，其特征在于(1)采用微細金屬絲纏繞在特定框架上而形成的線繞工具電極；(2)在工作區(qū)內(nèi)形成沿工具電極端部的金屬電極絲徑向和軸向混合高速沖液方式。
2.一種微細縫槽電解加工工藝裝置包括溫控儀(12)連于置于儲液槽(11)內(nèi)電解液中的加熱器(13)，與電源(15)相連的控制裝置(14)與傳動裝置(16)相連，與儲液槽(11)相連的磁力泵(10)及過濾器(9)、溢流閥(8)、球閥(7)所組成的電解液循環(huán)系統(tǒng)連于工作腔(6)，其特征在于，還包括置于工作腔(6)內(nèi)由加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套(3)固定于工具電極安裝座(2)上，置于工具電極安裝座(2)內(nèi)的線繞工具電極(4)通過電極進給軸(1)連于傳動裝置(16)以及置于線繞工具電極(4)下端的工件安裝座(5)所組成的微細電解加工過程裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的微細縫槽電解加工工藝，其特征在于，在工作區(qū)內(nèi)形成沿工具電極端部的金屬絲徑向和軸向混合高速沖液方式，在于線繞工具電極(4)組成中的特殊結構的特制框架(24)設計，保證電解液流入加工區(qū)域時沿工具電極端部起加工陰極作用的金屬絲的徑向和軸向混合高速沖刷。
4.根據(jù)權利要求2所述的微細縫槽電解加工工藝裝置，其特征在于，線繞工具電極(4)的組成是，將細金屬絲(25)纏繞在特制框架(24)上，通過固定螺釘(26)將金屬絲固定。
全文摘要
一種涉及微細縫槽電解加工工藝及其裝置，其工藝在于采用微細金屬絲纏繞在特定框架上形成線繞工具電極；采用沿電極絲徑向和軸向混合高速沖液，保證流場的穩(wěn)定性和均勻性；其裝置包括儲液槽(11)、泵(10)、過濾器(9)、溢流閥(8)、球閥(7)、工作腔(6)、溫控儀(12)、加熱器(13)、控制裝置(14)、電源(15)、傳動裝置(16)，其特點是還包括由電極進給軸(1)、線繞工具電極(4)、工具電極安裝座(2)、工件安裝座(5)、加工區(qū)出口壓力調(diào)節(jié)套(3)所組成的微細縫槽電解加工過程裝置。應用本發(fā)明能進行最小寬度0.2mm穿透或不穿透、單個或多個縫槽加工，加工精度可達到±0.02mm。
文檔編號B23H1/00GK1445040SQ0311332
公開日2003年10月1日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權日2003年4月29日
發(fā)明者朱荻, 徐惠宇, 嚴德榮 申請人:南京航空航天大學