[发明专利]带有对刀装置的工具阴极及其对刀方法

说明书

本发明涉及带有对刀装置的工具阴极及其对刀方法，属于电解铣磨复合加工领域。本发明的对刀装置包括压紧块、对刀块、定位光杆和紧固螺钉，工具阴极中部外侧有法兰并开有通孔，对刀块为不锈钢材料。对刀时，万用表两端分别与对刀块和工件相连，通过对刀块和工件接触而产生的突变电流判断对刀块和工件是否零距离，再根据对刀块的厚度和高度、工具阴极法兰的高度和已知的磨粒层的厚度，即可计算出工具阴极对工件的距离，从而完成对刀。利用本发明提供的对刀装置，操作简单，拆卸方便，对刀精度高，改善了传统的塞尺对刀法对刀精度差的缺点。

技术领域

本发明涉及一种带有对刀装置的工具阴极及其对刀方法，属于电解铣磨复合加工领域。

背景技术

随着生产技术的发展，一些难切削合金如钛合金、高温合金等材料在航空航天等领域得到越来越多的运用。例如，飞行马赫数达到3的美国SR-71高空高速侦察机中钛的重量占了整机重量的93%，PW4000发动机中GH4169的用量占了总质量的57%。然而，由于飞机零部件尺寸大、特征复杂、结构轻薄，使得从毛坯到零件具有较高的材料去除比，当采用传统的机械加工方法时，其切削力大、切削温度高、刀具磨损快，加工效率低，这些都给现代制造业带来了诸多挑战。

电解铣磨加工技术采用棒状磨头作为工具阴极，以类似于立式数控铣削的方式进行加工运动控制，利用电化学阳极溶解和机械磨削的复合加工机理实现工件的材料去除过程。电解铣磨复合加工综合电解磨削加工效率高、电解铣削加工柔性好等优点，对于加工镍基高温合金、钛合金等难切削合金以及型面、型腔、薄壁、凸台等结构，这种制造工艺有着明显的优势。目前，随着内喷射供液方式的进一步引入，电解液可通过磨头内孔直接喷射到加工间隙内，并迅速带走加工产物。结果，单次走刀所去除的材料厚度得到显著提高，更有利于高效率、低成本的实现难切削合金的大余量去除。

对刀是加工中重要的一步，对刀的精确性对零件的加工精度有重要影响。在电解加工中，工具阴极整体导电，将万用表分别与工具阴极和工件相连，通过检测它们接触时产生的突变电流来判断工具阴极和工件是否零接触。但是在电解铣磨中，由于工具阴极底部及侧壁通常覆盖有金刚石磨粒层，由于突出的磨粒是绝缘的，因此这种对刀方式不再适用。目前在电解铣磨加工中常采用塞尺对刀法，即将标准厚度的塞尺塞入工具阴极与工件的间隙中，在工具阴极或工件低速进给的同时拉动塞尺，当稍感阻力时，可认为此时的工具阴极与工件的距离即为塞尺厚度。显然，这种对刀方法极大的依赖于操作者的感觉，对刀误差大，影响了电解铣磨加工的精度。

发明内容

为了提高电解铣磨中工具阴极的对刀精度，本发明提供了一种带有对刀装置的工具阴极及其电解铣磨加工对刀方法，属于电解铣磨复合加工领域。

一种带有对刀装置的工具阴极，其特征在于：包括工具阴极、压紧块、对刀块、定位光杆和紧固螺钉；所述工具阴极中部外侧具有圆形法兰，圆形法兰上具有法兰通孔，工具阴极底部侧壁和底端均有金刚石磨粒覆盖的电镀磨粒层；所述压紧块为U形结构块，两端各有一个沉头通孔，中间靠近外侧有沉头螺纹孔，内壁为第一U型槽；所述对刀块为U型结构块，上部两端各有一个定位盲孔，上部中间靠近外侧有对刀块螺纹孔，内壁为第二U型槽，第二U型槽的弧形部分为半圆，其与工具阴极同心，半径大于工具阴极的半径与侧壁磨粒层的厚度之和，对刀块的高度大于工具阴极的圆形法兰到工具阴极的底部距离与底部磨粒层厚度之和；所述压紧块位于圆形法兰上部，所述对刀块位于圆形法兰下部；所述压紧块的两个沉头通孔、圆形法兰的其中两个法兰通孔，和对刀块的两个定位盲孔相应对齐，并通过定位光杆完成定位；所述压紧块的一个沉头螺纹孔、圆形法兰的其中一个法兰通孔，和对刀块的一个对刀块螺纹孔对齐，并通过紧固螺钉紧固。