[发明专利]一种密集斜方孔的电解加工方法

说明书

本发明涉及一种密集斜方孔的电解加工方法，本发明正是针对这种薄壁结构上特殊类型的斜方孔加工需求，发明了一种利用中空的管电极高效电解加工密集斜方孔的方法，研制了相应的工装电极，采用电解液从管电极中空部位流出，正水的方式加工预孔，反水成型加工型孔方式，提升了装夹的对中度；突破了管电极加工深孔过程中短路，振动方向不在加工矢量方向等关键技术，具有加工效率高，加工表面质量好。通过本发明，能在薄壁结构上制备出孔口朝向多变的密集斜方孔。

技术领域

本发明涉及一种密集斜方孔的电解加工方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，零件结构趋于复杂化，零件上的孔也由原来的常见的圆形变得形式多样。三角形、矩形、菱形孔等特殊形状的孔因其在零件上扮演的特殊角色变得十分常见。同时，对这种特殊形状孔的形状精度、位置精度、孔口表面质量也提出越来越高的要求。并且这些高要求特殊型孔应用于各个领域，从航空航天、船舶、兵器等高科技尖端设备到常见的医疗器件，传感器、汽车、工程机械等都有着十分广泛的应用。这种特殊类型的斜方孔均布在呈一定角度平面和曲面上，孔口朝向角度多变，孔的阵列方式密集，孔间筋板壁厚较薄，材料去除比高达70％以上，而且材料多为高温合金或钛合金等难加工材料，如图1所示。

目前，对于这种特殊要求的密集方孔用传统的机械钻削的方法难以加工甚至不能加工。而电火花加工存在加工效率不高，电极损耗，导致型孔的成型精度控制难度较大。3D打印，可以实现复杂结构的成型，打印出的构件为铸态，成型筋条型孔等结构仍留有加工余量，后续加工困难。在打印过程中参数控制不好时，难以保证材料组织均匀性。

针对这种密集群孔结构，管电极电解加工技术可以显著的提高被加工型孔深径比。同时，由于采用的是中性的盐溶液，减少对环境的污染，其使用范围更为广泛。但是，管电极加工型孔仍然存在一定问题，限制了其应用和发展。

管电极加工型孔存在不足之处：

(1)孔加工精度不高，孔的成型能力差。由于阴极与工件之间加工间隙内的电力线发散，在管电极电解加工型孔过程中存在杂散腐蚀，集中腐蚀能力较差，降低型孔的加工精度。

(2)管电极加工型孔的另一问题就是加工过程的稳定性差。随着加工过程的深入，电极与型孔形成U形弯曲的空间流场，电解液的充满加工区域能力变弱。同时，采用的是中性电解液，阳极产物的溶解性不好，会堵塞加工间隙，阻碍电解加工的正常进行，导致加工过程稳定性变差。再有，型孔由盲孔加工至通孔的后阶段，工件在管电极孔中心形成的型芯发生移动，阴极与工件间的加工间隙发生变化，极易导致短路，阻碍加工过程的顺利进行，降低管电极加工型孔的稳定性。

针对以上管电极加工型孔的过程出现的问题，引入管电极的振动和电源的脉冲加工，电解加工技术结合振动和高频脉冲电源技术可以实现微小间隙的进给，能得到高精度和高表面质量的工件。

管电极小幅振动进给与脉冲电源脉冲频率的精准配合，减少电解加工间隙，使得分布在加工间隙的电场具有定域性和针对性，减少了杂散腐蚀，提高型孔的加工精度。同时，管电极小幅振动进给对加工过程流场扰动，促进加工间隙流场的分布的均匀性，进而提高了型孔加工的稳定性。

发明内容

本发明正是针对这种薄壁结构上特殊类型的斜方孔加工需求，发明了一种利用中空的管电极高效电解加工密集斜方孔的方法，研制了相应的工装电极，采用电解液从管电极中空部位流出，正水的方式加工预孔，反水成型加工型孔方式，提升了装夹的对中度；突破了管电极加工深孔过程中短路，振动方向不在加工矢量方向等关键技术，具有加工效率高，加工表面质量好。通过本发明，能在薄壁结构上制备出孔口朝向多变的密集斜方孔。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现：

一种密集斜方孔的电解加工方法，其特征在于，所述的电解加工方法具体包括下述步骤：