[发明专利]一种电解加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，更具体地说，涉及一种电解加工装置。

背景技术

电解加工(Electrochemical Machining，ECM)，是一种基于阳极金属以“离子”形式溶解去除材料的方法。电解加工工艺具有加工效率高、工具无损耗、加工后工件表面无热影响层、结构表面光滑、无内应力、无裂纹、加工不受材料硬度的限制等优点而被广泛采用。

电解加工中，加工间隙的流场不仅直接关系到电解加工精度的高低、表面质量的好坏，甚至会决定电解加工能否实施。电解液流动形式主要有三种，正流供液、侧流供液与反流供液。

正流式供液是电解液以一定压力从阴极内部流入加工区域，该流动方式阴极设计简单而被广泛应用。但是，正流式流道截面积沿电解液流动方向呈扩张状态，属于扩散流动，在加工区域容易产生负压区，从而出现空穴现象，同时，在加工区域的流程短时，极易出现喷射出来的工作液无法及时填充加工间隙，从而导致出现多束流，加工表面易出现流纹等表面缺陷。

侧流式加工，间隙内流道的横截面积沿电解液流动方向大致保持不变。但是，沿电解液流动方向的电解液的电导率会发生变化，影响加工精度。

反流式供液与正流式供液刚好相反，电解液从加工区域的四周向中心汇集，然后从阴极的内部通道流出，流道截面积沿电解液流动方向呈收敛状，收敛流动更有利于提高电解加工的稳定性和加工精度。但是，反流式供液需要设计复杂的夹具来形成密闭型腔。

综上所述，如何有效地解决电解加工装置成本高、稳定性较差等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电解加工装置，该电解加工装置的结构设计可以有效地解决电解加工装置成本高、稳定性较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电解加工装置，包括用于夹持工件并带动工件阴极相对工件在X轴、Y轴、Z轴方向移动的机床、用于向所述工件阴极供液的供液系统；还包括气压脉动系统，所述气压脉动系统包括依次连接的空压机、气体脉冲发生器和气液混合器，所述气液混合器连接于所述供液系统中以间歇性将气液混合并向所述工件阴极输出。

优选地，上述电解加工装置中，所述气体脉冲发生器为通过开关型电磁阀或比例控制阀实现脉冲波形调整的可调整气体脉冲发生器。

优选地，上述电解加工装置中，所述供液系统包括储液箱，所述储液箱与所述工件阴极之间通过管路连接，所述管路内沿液体流动方向由前至后方向依次设置有过滤器、泵、球阀和流量控制阀。

优选地，上述电解加工装置中，所述泵的后方设置有用于检测管路内液体压力的压力表。

优选地，上述电解加工装置中，所述气液混合器连接于所述流量控制阀的后方。

优选地，上述电解加工装置中，所述气液混合器的后方设置有用于检测管路内液体压力的压力表。

优选地，上述电解加工装置中，所述机床包括用于带动所述工件阴极沿Z轴移动的Z轴电动台、用于夹持所述工件的夹具、用于带动所述夹具沿X轴和Y轴移动的XY轴电动台。

优选地，上述电解加工装置中，还包括连接于所述工件阴极与所述供液系统的储液箱之间的负压发生器，所述负压发生器用于在所述气体脉冲发生器关闭时开启，以使工作液由加工间隙四周进入工件阴极内部流道，再经所述负压发生器回流至所述储液箱。

本发明提供的电解加工装置包括机床、供液系统和气压脉动系统。其中，机床用于夹持工件并带动工件阴极相对工件在X轴、Y轴、Z轴方向移动；供液系统用于向工件阴极供液；气压脉动系统包括依次连接的空压机、气体脉冲发生器和气液混合器，气液混合器连接于供液系统中以间歇性将气液混合并向工件阴极输出。

应用本发明提供的电解加工装置时，通过设置气压脉动系统，间歇性的输入气体并与工作液混合，使得液态工作液与气液两相工作液交替进行，在气液两相工作液填充加工间隙时，电解液中的细小气泡接近加工表面由于受阻滞而引起破裂，在破裂过程中，产生非常高的压力和微射流，有效地去除了电解加工容易生成的金属氧化物附着层，从而提高了电解加工的稳定性。