[发明专利]铸造回转体零件铸造余量和铸造冒口的电解加工方法

说明书

本发明是一种铸造回转体零件高效去除铸造余量或铸造冒口的电解加工方法，属于电解加工技术领域。本发明主要针对工业应用中，铸造回转体零件在成型过程中留有的铸造余量和铸造冒口的高效去除，其特点在于用一个内部有电解液流道、表面有电解液出口的回转体零件作为电解加工过程中的通用阴极工具。区别于常规电解加工中，通过阴极小进给量反复加工的方式实现大余量去除的方式，本发明是通过阴极工具一次切入到工件需去除的加工余量的深度后，再由阳极旋转蚀除表面加工余量，从而实现对铸造回转体等附有较大加工余量的零件的加工余量一次性高效加工。

技术领域

本发明涉及一种铸造回转体零件铸造余量和铸造冒口的电解加工方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

近年来，随着铸造工艺的发展，特别是熔模精密铸造技术的发展，使得更多的零部件采用铸造工艺成形。但是在铸造过程中为保证铸造质量和铸造精度而留有的铸造余量、铸造冒口结构的去除难度很大，特别是航空工业中大型的铸造回转体零部件。

目前工业应用中，铸造回转体零件的铸造余量或铸造冒口的去除主要以传统的车削、铣削等方式为主。铸造合金材料组织不均匀且含有大量硬质粒子，切削性能较差，导致加工过程中刀具损耗严重，需要频繁更换刀具，因此加工周期和加工成本急剧增大。同时传统加工方式需采用五轴数控机床，设备成本也很高。

磨削的方法也被用来尝试去除铸造零件的铸造余量，能够获得较好的表面质量，但是加工效率较慢，且加工过程中存在砂轮工具的磨损，导致加工精度难以保证。而更难以接受的是铸造合金材料的导热性很差，这会导致磨削表面会产生大面积烧伤，影响铸造零件的使用寿命。

电解加工是利用电化学反应快速去除工件材料。与传统机械加工方式相比，电解加工为非接触加工，在加工过程中无刀具损耗、无残余应力、无冷作硬化、无塑性变形、表面粗糙度低等优点。因此电解加工非常适用于铸造零件的铸造余量和铸造冒口的高效去除，尤其是钛合金、高温合金等难切削金属材料的铸造零件。

常规的电解加工回转体零件，主要是以成型电极沿回转体零件径向进给，同时回转体工件高速旋转的方式进行，阴极工具沿阳极工件径向微小量的缓慢持续进给和反复加工，实现对阳极工件表面材料的大余量去除。尝试不同的阴极结构形式和加工参数是其获得较快的加工效率和较好表面质量的主要方法。然而阴极的设计和制造过程非常复杂，往往需要占用需要消耗较长的时间和较大的成本。电解加工过程中加工参数的优化也很难同时兼顾加工效率和加工质量。因此寻找一种成本低，加工周期短，效率高，适用性好的铸造余量和铸造冒口的加工方法是非常有意义的。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够一次性高效去除铸造回转体零件铸造余量和铸造冒口的电解加工方法，其特征在于：

步骤1、利用回转体零件作为通用阴极工具，回转体零件具有内部电解液流道和表面周向单列电解液出口；d>2Δr，其中d为通用阴极工具的直径，Δr为阳极工件单边去除余量；

步骤2、将通用阴极工具安装在可以提供线性运动和旋转运动的第一加工轴上；将阳极工件安装在可以提供旋转运动第二加工轴上；

步骤3、初始加工时，在第一加工轴的驱动下，通用阴极工具沿阳极工件的内侧径向或外侧径向进给，并一次性切入到阳极工件需去除的单边加工余量深度；此过程中，表面电解液出口方向与通用阴极工具进给方向一致；

步骤4、当通用阴极工具切入深度达到阳极工件需去除的单边加工余量时，停止进给，并迅速调整其出液口的方向，调整完毕后，通用阴极工具保持静止；

调整后通用阴极工具出液口的方向与其初始进给方向的夹角θ在0-90度之间；

步骤5、阳极工件在第二加工轴的驱动下缓慢旋转，以实现通用阴极工具对阳极工件铸造余量或铸造冒口的周向蚀除，从而实现对阳极工件表面较大加工余量的一次性高效去除；其中阳极工件旋转速度适用以下关系式：