[发明专利]一种管状工件内壁封闭曲线槽的数控电解加工方法及其装夹夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种管状工件电解加工方法及其装夹夹具，具体涉及一种管状工件内壁封闭曲线槽的电解加工方法及其装夹夹具，属于电解加工领域。

背景技术

在一些特殊工件内壁上，具有环形封闭的曲线凹槽，这种曲线槽为内壁空间曲面。该类工件为了便于机械加工，传统的方式是采用两半式分体结构，即分别铣削加工后再通过螺栓连接成整体。但分体式工件结构复杂、重量大，且会带来连接件之间的连接强度及刚度被削弱的问题。因此为了简化结构，减轻重量，保证强度，优选采用整体结构代替传统的分体结构方法，但曲线槽位于管状工件内壁，铣刀等传统加工工具难以进入管内，使机械加工实际实施起来很困难。又由于管内壁封闭曲线槽的特殊空间属性，无法采用传统的仿形阴极“拷贝式”电解加工方式进行加工，因此只能采用数控电解加工技术进行加工。

数控电解加工技术是数控技术与电解加工技术结合所形成的柔性电解加工技术，通过采用计算机技术控制阴极的运动轨迹，利用金属在电解液中产生电化学阳极溶解的原理，使金属工件能够发生所需的阳极电化学溶解，从而达到工件要求的形状、尺寸精度和表面质量，具有加工速度快、表面质量好、不受材料硬度限制、无宏观机械切削力、工具阴极无损耗等优点，是制造领域极其重要的一种加工技术。电解加工设备是一个完整的配套系统，由机床、电源系统、输液系统以及控制系统四大部分组成，机床是设备的主体，进行电解加工的场域，能安装、定位工件和工具电极并按需要送进工具电极，还能将加工电流和电解液输送到加工区。

在管状工件内壁曲线槽电解加工方面，国内主要应用在炮管膛线的电解加工，膛线为螺旋非封闭曲线，采用的加工阴极为仿形阴极，无法进行本申请所涉及的封闭曲线槽的加工。

在数控电解加工方面，南京航空航天大学、北京航空制造工程研究所等单位也开展了数控电解加工技术研究，完成了飞机发动机整体叶盘的加工，但将该技术用于管状工件内壁封闭曲线槽加工的研究还较少见。

中国专利CN101524805A，公布日为2009年9月9日，发明创造名称为：一种加工三元流闭式叶轮叶间通道的方法及其专用夹具，该专利涉及一种加工三元流闭式叶轮叶间通道的方法及其专用夹具，其通过采用专门设计制造的成型或近成型工具阴极进行数控电解加工而去除大部分余量；然后再采用专门设计制造的成型或近成型工具电极进行数控电火花精密加工而达到设计要求。其介绍的是采用数控电解方法对发动机整体叶盘进行加工，未涉及管状工件的加工。

中国专利CN103752965A，公布日为2014年4月30日，发明创造名称为：可直线与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具及方法，该专利涉及一种可直线与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具及方法，其依靠电解加工阴极沿阴极连接杆轴线方向进给并绕该轴线旋转，加工工件绕自身轴线旋转的方式进行数控电解加工。其针对的是发动机整体叶盘，未涉及管状工件的加工。

目前，国内尚未发现对管状零件内壁封闭曲线槽进行加工的应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对管状工件内壁封闭曲线槽难以机械加工的问题，提出的一种成本低、尺寸精度和表面质量高、操作简便的电解加工方法。

本发明的另一个目的在于提供一种用于管状工件内壁封闭曲线槽的数控电解加工方法的装夹夹具。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种管状工件内壁封闭曲线槽的数控电解加工方法，其特征在于：

a. 配制电解液：按50～150g/L NaCl：50～150g/L NaNO3=1：1配制，所用溶剂采用自来水；组分浓度可根据管状工件加工精度要求进行调整。

b. 加工下刀孔：在曲线槽起始位置加工出所需直径的下刀孔，作为电解加工起始点，所述下刀孔直径与曲线槽宽度相同，深度与曲线槽深度相同，下刀孔采用电火花加工方法。

c.装夹工件并定位：

装夹管状工件：将组合阴极安装到阴极杆上构成阴极系统，所述阴极杆中段设置在导向体的轴心孔中，起初装在轴心孔偏心位置处，至所述导向体能够装入管状工件中再调正，以保证导向体能够顺利装到管状工件中；然后用固定螺栓将所述管状工件与所述导向体固定；将所述组合阴极的工作部位滑入下刀孔中，校对阴极杆与管状工件端面间的相对位置，实现初始化对刀，在所述阴极杆和导向体之间安装垫块并用垫块螺钉固定；其中所述组合阴极是将绝缘护套套在加工阴极外、然后将绝缘护圈装入加工阴极内底部而成；所述轴心孔为腰型孔时所述导向体安装到管状工件中更容易；