用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置 |
|||||||
| 申请号 | CN202011185800.7 | 申请日 | 2020-10-30 | 公开(公告)号 | CN112222548B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 西安工业大学; | 发明人 | 张长富; 段李鑫; 闫正虎; 蒋新广; 武鸿力; 李莎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于外廓型面 电解 加工的电解液整流和间隙微调装置，其克服了 现有技术 中存在的外轮廓面电解加工时前端电解液整流时产生流场不稳定现象，以及前端整流装置电解液出液口间隙无法微调的问题，可以保证电解加工具有良好的流场分布，电解加工间隙流场稳定、压 力 场分布均匀，从而提高电解加工 精度 、表面 质量 和 稳定性 。本发明包括平稳导流段机构，平稳导流段机构上分别连接有引流段机构和纵向间隙调整机构，平稳导流段机构末端连接加工 阴极 体形成稳定流道，纵向间隙调整机构置于平稳导流段上方，其包含三部分独立调整机构，三部分弧面通过弧形板运动实现0.1mm‑0.5mm的微调间隙量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置，其特征在于：包括平稳 |
||||||
| 说明书全文 | 用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置技术领域： [0001] 本发明属于电解加工技术领域，涉及一种用于拉伸状零件外廓型面电解加工的电解液整流和流入间隙分区微调装置。背景技术： [0002] 难切削金属材料拉伸状零件作为运动传递的关键零件，广泛运用于交通运输、精密传动等，但其外廓型面(尤其是曲面类外廓型面)加工已成为一个加工制造难题。目前该类零件常采用机械铣削、磨削等方法进行加工，但由于材料切削困难，存在加工效率低、刀具磨损严重、加工成本高、有加工应力等问题。 [0003] 电解加工是一种具有加工效率高、无工具损耗、无切削应力、表面质量好、可用于加工薄壁和易变形零件等诸多优势的非接触式加工方法，广泛应用于难切削金属材料复杂结构或特殊结构的加工，例如叶片、花键孔、炮管膛线等。因此，电解加工技术是拉伸状零件外廓型面的一种理想加工方法。 [0004] 为了实现拉伸状零件外廓型面的电解加工，必须设计一套合理可行的工艺装置。针对拉伸状零件外廓型面开放式的结构特点，需要设计一套采用侧向供给电解液的工艺装置，来保证电解加工具有良好的流场分布和密封效果。电解液从供液管道流入后，在进入电解加工区域之前，需要设置一个专门的整流和调节装置(电解加工的前端装置)，将圆柱形电解液水柱整流成与被加工外廓型面相似的过液面形状，并可实现加工间隙可调(根据电解加工的流场分布需要)。该装置是确保电解加工间隙中流场和压力场分布均匀以及电解加工质量和稳定性的关键。目前，尚未见到类似的专用装置。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置，其克服了现有技术中存在的外轮廓面电解加工时前端电解液整流时产生流场不稳定现象，以及前端整流装置电解液出液口间隙无法微调的问题，可以保证电解加工具有良好的流场分布，电解加工间隙流场稳定、压力场分布均匀，从而提高电解加工精度、表面质量和稳定性。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： [0007] 一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置，其特征在于：包括平稳导流段机构，平稳导流段机构上分别连接有引流段机构和纵向间隙调整机构，纵向间隙调整机构包含三部分独立调整机构，平稳导流段机构末端连接加工阴极体形成稳定流道。 [0008] 引流段机构包括腔体、固定块，腔体为一整体式结构，前端通过多个紧固螺钉连接在固定块上，后端通过多个紧固螺钉连接在平稳导流段机构上，中空螺杆一端与固定块通过螺纹相连接，另一端与电解液出液管道螺纹连接。 [0010] 平稳导流段上壳体的两侧面与未加工工件表面两侧面设置有密封条，并通过连接板连接上下两部分壳体。 [0011] 纵向调整机构由三个独立调整结构组成，其中两个为相同的独立调整结构；两个相同独立调整结构用于两侧弧面，由弧形板、腔式卡槽、圆盘、龙门固定架、螺母、螺柱、转动轮、固定轮、支撑杆组成，弧形板设置在平稳导流段上壳体开槽处，腔式卡槽通过紧固螺钉连接在弧形板上方，圆盘卡在腔式卡槽中间，龙门固定架固定在平稳导流段上部分，固定架中间横梁部分开有螺纹孔，螺柱由螺纹孔伸入，固定架上端连接转动轮，下端连接圆盘，螺母固定在龙门固定架横梁上，并且与螺柱相连，固定轮通过支撑杆固定在横梁上；另一个独立调整机构用于中间弧面，由弧形板、平板桥、腔式卡槽、圆盘、龙门固定架、螺母、螺柱、转动轮、固定轮、支撑杆组成，弧形板设置在平稳导流段上壳体开槽处，平板桥固定在弧形板上平面，腔式卡槽通过紧固螺钉连接在弧形板上方，圆盘卡在腔式卡槽中间，龙门固定架固定在平稳导流段上部分，固定架中间横梁部分开有螺纹孔，螺柱由螺纹孔伸入，固定架上端连接转动轮，下端连接圆盘，螺母固定在固定架横梁上，并且与螺柱相连，固定轮通过支撑杆固定在横梁上。 [0012] 平稳导流段机构的上壳体后端通过紧固螺钉连接在加工阴极体上，中间设置有密封垫，上壳体前端与腔体相连，下壳体底部形状与加工弧面相同，直接扣在非加工弧面区域，中间设置有密封垫，下壳体前端与腔体相连，上下两部分侧面通过螺栓相连，底面通过连接板相连，底面与连接板之间设置有密封垫。 [0013] 纵向调整机构的螺柱与固定在龙门固定架横梁上的螺母通过螺纹连接，通过转动轮转动带动螺柱旋转，进而带动圆盘旋转，并带动腔式卡槽做直线运动，带动弧形板平动。 [0015] 独立调整机构中的平板桥上端与腔式卡槽连接，平板桥下端通过紧固螺钉连接在弧形板板面上。 [0016] 与现有技术相比，本发明具有的优点和效果是： [0017] 1、本发明针对难切削金属材料拉伸状零件的外廓型面电解加工中侧向供给电解液流场不稳定及流入间隙无法调节问题，提出了一种用于拉伸状零件外廓型面电解加工的电解液整流和流入间隙分区微调装置装置，旨在保证电解加工间隙流场稳定、压力场分布均匀，从而提高电解加工精度、表面质量和稳定性。 [0018] 2、本发明可实现电解液从供液管道流出，经过由圆形出口型状整流为矩形出口型状，再由矩形出口型状整流为多段相切弧形出口型状两次形状改变，保证电解加工具有良好的流场分布。 [0019] 3、本发明可引申至若干弧面或平面导流间隙独立调整，可调间隙量为0.1mm‑0.5mm，并且能够实现在各个面之间间隙调整结构独立安装，互不干涉、互不影响。 [0021] 图1是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的整体示意图； [0022] 图2是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的侧向剖视图，图中箭头方向为电解液流向； [0023] 图3是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的引流段结构示意图； [0024] 图4是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的平稳导流段结构示意图； [0025] 图5是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的纵向调整机构两侧面圆弧段调整结构示意图； [0026] 图6是本发明实施例提供的一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置的纵向调整机构中间圆弧段调整结构示意图。 [0027] 图中，01‑引流段机构、011‑中空螺杆、012‑固定块、013‑腔体； [0028] 02‑平稳导流段机构、021‑上壳体、022‑下壳体、023‑连接板、024‑密封垫； [0029] 03‑间隙调整机构、031‑弧形板、032‑平板桥、033‑腔式卡槽、034‑圆盘、035‑龙门固定架、036‑螺母、037‑螺柱、038‑转动轮、039‑固定轮、0310‑支撑杆； [0030] 04‑加工阴极体； [0031] 05‑难切削金属材料工件。 具体实施方式[0032] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0033] 电解加工加工不规则外轮廓型面时，一般会选择侧向供液，这种供液方式加工效果最好，本发明针对多个相切外轮廓弧面的电解加工，提出一种用于外廓型面电解加工的电解液整流和间隙微调装置，可以保证电解加工间隙流场稳定、压力场分布均匀，从而提高电解加工精度、表面质量和稳定性。 [0034] 参见图1和图2，本发明包括引流段机构01、平稳导流段机构02和纵向间隙调整机构03，对电解液进行平缓导流，保证电解加工间隙流场稳定、压力场分布均匀，从而提高电解加工精度、表面质量和稳定性。纵向间隙调整机构03安装在平稳导流段机构02之上，包含三部分独立调整机构，彼此互不影响，针对三段相切圆弧，可以实现互不干涉调整导流间隙。电解液由出液管道流出经过引流段机构将流液口形状由圆形形状整流为矩形形状，接着由平稳导流段机构02再整流为多弧面形状，最后通过平稳导流实现稳定供液。 [0035] 参见图3，引流段机构01由中空螺杆011、固定块012和腔体013组成，中空螺杆011一端与固定块012通过螺纹相连接，另一端与电解液出液管道螺纹连接。腔体013为一整体式结构，前端通过多个紧固螺钉连接在固定块012上，后端通过多个紧固螺钉连接在平稳导流段机构02上，连接固定后，在腔体两端连接处用密封胶进行密封，防止漏液。平稳导流段机构02由上下两部分组成，两部分均为一体式结构，上壳体021后端通过紧固螺钉连接在加工阴极体04上，中间加装密封垫024形成密封，其前端与腔体013相连，下壳体022底部形状与加工弧面相同，直接扣在非加工弧面区域，中间加装密封垫024防止损伤工件，其前端与腔体013相连，上下两部分侧面通过螺栓相连，底面通过连接板023相连，并且加装密封垫024防止漏液。 [0036] 参见图4，平稳导流段上壳体021与腔体013上半部分相连时，采用多个紧固螺钉相连，之后连接处用密封胶喷涂，防止渗液，同样下壳体022与腔体013下半部分相连时，采用多个紧固螺钉相连，连接处喷涂密封胶作密封处理。平稳导流段上壳体021部分两侧面与未加工工件表面两侧面加装密封条，再通过连接板023连接上下两部分壳体，形成侧面整体密封。 [0037] 参见图5和图6，纵向调整机构03由三个独立调整结构组成，其中两个结构完全相同。两个相同结构用于两侧弧面，由弧形板031、腔式卡槽033、圆盘034、龙门固定架035、螺母036、螺柱037、转动轮038、固定轮039、支撑杆0310组成。在平稳导流段上壳体021部分开槽，将弧形板031放置在开槽处，四周进行密封处理，腔式卡槽033通过紧固螺钉连接在弧形板031上方，圆盘034卡在卡槽中间，龙门固定架035固定在平稳导流段02上部分，龙门固定架035中间横梁部分开有螺纹孔，螺柱037由螺纹孔伸入，其上端连接转动轮038，下端连接圆盘034，螺母036固定在龙门固定架035横梁上，并且与螺柱037相连，固定轮039通过支撑杆0310固定在横梁上。另一个独立调整机构用于中间弧面，由弧形板031、平板桥032、腔式卡槽033、圆盘034、龙门固定架035、螺母036、螺柱037、转动轮038、固定轮039、支撑杆0310组成，在平稳导流段上壳体021部分开槽，将弧形板031放置在开槽处，四周进行密封处理，平板桥032固定在弧形板上平面，腔式卡槽033通过紧固螺钉连接在弧形板031上方，圆盘034卡在卡槽中间，龙门固定架035固定在平稳导流段02上部分，固定架035中间横梁部分开有螺纹孔，螺柱037由螺纹孔伸入，其上端连接转动轮038，下端连接圆盘034，螺母036固定在固定架035横梁上，并且与螺柱037相连，固定轮039通过支撑杆0310固定在横梁上。纵向调整机构03中的螺柱037与固定在龙门固定架035横梁上的螺母036通过螺纹连接，通过转动轮038转动可以带动螺柱037旋转，进而带动圆盘034旋转。由于圆盘034的旋转会带动腔式卡槽033受到垂直其槽面方向的外力，因此腔式卡槽033会做直线运动，带动弧形板031实现平动，达到调整间隙的目的。纵向调整机构03中的转动轮038与固定轮039上均有刻度，该刻度为转动角和螺杆螺距之间的换算，通过转动轮038的转动，可以通过两轮之间的刻度差得出螺杆的行程，得到弧形板031的直线位移，实现精准调节导流间隙。平板桥03结构是让中间弧形板运动时不会产生弧形板两侧间隙调节不均匀问题，由紧固螺钉连接在弧形板 031面上。 [0038] 实施例： [0039] 如图1和图2所示，所述装置包含三部分：引流段机构01、平稳导流段机构02和纵向间隙调整机构03，三部分独立结构可以减少加工型面电解液供液不均现象，实现较好的加工效果。引流段机构01与平稳导流段机构02通过紧固螺钉相连接，平稳导流段机构02末端通过紧固螺钉连接加工阴极体04，形成稳定流道，电解液流动方向如图2箭头所示。 [0040] 如图3所示，引流段中空螺杆011为304不锈钢金属材料，两端螺纹分别连接固定块012和电解液出液管道，固定块为铁金属材料，其中心为孔型结构，固定块另一端连接腔体 013，腔体一端为正方形形状，另一端为矩形形状，其中正方形形状该侧与固定块通过紧固螺钉相连，连接处采用密封胶喷涂密封，另一侧与平稳导流段02上下两部壳体相连，同样进行密封处理，该腔体为橡胶材料，并且为防止腔体受到较大电解液压力时产生形变，将腔体进行后处理提高变形抗力。 [0041] 如图4所示，平稳导流段02由上下两部分壳体组成，两部分均为包含多曲面的一体式结构，其材料为铸铁，通过铸造得到，下壳体022部分安装在工件非加工面，在下部分与非加工面之间，采用弹性垫024防止划伤工件，并且防止电解液从下部分发生泄漏，其前端连接腔体013下半部分，平稳导流段02上壳体021与下壳体022在两侧面和两边底面均进行密封处理，两部分不在同一竖直方向，下部分在离加工阴极体还有一段距离处截至，上壳体021直接连在加工阴极体上，电解液在到达被加工区域时，会在加工区域前端非加工域流动一段距离，最后实现恒压流向加工区域，图2中箭头方向可以看出平稳导流段的流液方向。 [0042] 如图5、图6所示，此结构为间隙调整结构03，多个形状不同的弧面板031安装在平稳导流段机构02卡槽处，上平面通过紧固螺钉连接腔式卡槽033，圆盘034卡在卡槽内，圆盘上平面焊接螺柱037，龙门固定架035通过紧固螺钉固定在平稳导流段机构02上平面，龙门固定架035的横梁开有螺纹孔，可使螺柱037由螺纹孔伸出，螺母036套在螺柱037上，其下底面固定在横梁上，螺柱037上端连接转动轮038，固定轮039通过支撑杆0310连接在横梁上。图6中间弧面调整结构相比两侧间隙调整机构，增加一个平板桥032，平板桥032上端与腔式卡槽033相连，下端与弧面板031相连，其余与两侧弧面调整机构相同，其中固定轮039和转动轮038为橡胶材料，其余均为钢材料。 [0043] 该间隙调整结构实施方式为： [0044] 螺柱037在龙门固定架035横梁中间，下端与圆盘034焊接在一起，上端与转动轮038相连接，通过转动轮038转动带动圆盘034转动，而螺柱037因为转动会产生位移，因此带动圆盘034作直线运动，圆盘034在腔式卡槽033中间，会带动腔式卡槽033上下运动，腔式卡槽033与弧面板031上端相连，最终可以使弧面板031实现提拉式的运动，进而达到调整导流间隙的目的。最后通过固定轮039和转动轮038之间的数值差得出调节间隙位移。固定轮039会通过支撑杆0310固定在龙门架035横梁上，该轮与转动轮038均刻有数据，通过转动轮038的转动，可以读出螺柱的位移量，得出弧面板031与未加工区域型面之间的距离，本装置可以实现0.1mm‑0.5mm的微调位移量。 |
||||||
