[发明专利]小尺寸内壁环槽电解加工阴极及其使用方法

说明书

本发明涉及一种小尺寸内壁环槽电解加工阴极及其使用方法，属于电解加工制造领域。本发明主要包括外螺纹接头、工具阴极基体、硬质绝缘层、侧壁绝缘层、润滑绝缘层、金属堵头、主流道和支流道；工具阴极基体内部为通孔结构，基体底部与金属堵头焊接成一体；硬质绝缘层上开设有环形槽结构和圆周均布的圆槽结构，便于电解液排出；侧壁绝缘层起到减小杂散腐蚀的作用。本发明通过底部绝缘层与圆管工件内壁之间的过渡配合，实现工具阴极与圆管工件内壁的自动对心和水平定位；通过上绝缘环的下端面与工件上端面的紧密配合，实现工具阴极沿轴线方向的自动定位；进而实现工具阴极与圆管工件内壁的同心同轴，改善了内壁环槽的加工精度。

技术领域

本发明涉及电解加工制造领域，特别涉及一种小尺寸内壁环槽电解加工阴极及其使用方法。

背景技术

在航空、航天、精密仪器等领域，难加工的内壁环槽是一种重要的功能性结构。例如，小尺寸圆管内壁上设置有矩形截面环槽的零件在航天发动机用喷油嘴部件上广泛使用。但由于小尺寸内壁环槽结构的加工精度和表面质量要求高、刀具可达性差等原因，已成为制约相关领域装备发展的加工制造难题。

传统机械加工技术和部分特种加工技术都难以胜任小尺寸内壁环槽结构的加工制造：当采用机械车削或镗削技术加工内壁环槽时，存在刀具可达性差、刚度要求高、材料难切削等问题；当采用电火花方法加工内壁环槽时，存在加工效率低、加工过程中精确补偿比较困难、表面生成变质层等问题。

电解加工技术是一种基于电化学原理，利用工具阴极对金属工件进行非接触式溶解去除的加工技术，具有加工材料范围广、生产效率高、加工质量好、工具阴极无损耗、不产生残余应力和变形等优点,被认为是加工小尺寸内壁环槽结构的技术，但是实际操作中发现，鉴于小尺寸圆管零件的特殊性，该技术一直未有合适的结构能够使其得以理想的实施。

公开号为107252939A的申请文件中提供了一种针对常规尺寸圆管工件内壁上多圈式螺旋沟槽结构进行电解加工的装置及方法，该装置及方法主要针对工件管内壁上的螺旋沟槽，通过设置径向伸缩装置，使得与设备阴极连接的凸起结构能够沿径向伸缩装置的径向移动，实现凸起结构相对于工件管内壁（与设备阳极相连）的靠近及远离，从而对内壁进行材料去除，在工件管的内壁上加工出沟槽。但该装置存在的问题是：1. 由于阴极基体上的非实际工作区域未进行绝缘处理，没有考虑杂散腐蚀对内壁环槽成形精度的影响，从而会造成圆管工件内壁沟槽的实际尺寸偏大；2. 由于阴极的中心轴线与圆管工件内壁的中心轴线难以保持在同一轴线上，且工具阴极和工件的定位面难以保持在同一水平面上，容易引起阴极与工件管内壁不同心不同轴，对内壁环槽的成形精度有巨大的影响；3.此外，该装置也不具备自动对心、定位功能。

发明内容

本发明提供一种电解加工用工具阴极，主要用于难加工金属材料小尺寸圆管工件内壁上矩形截面环槽的电解加工，并具备自动对心和定位功能。

为了克服现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种小尺寸内壁环槽电解加工阴极，包括截面呈倒“土”型的导电体和堵头，所述导电体上端部外壁上设置有外螺纹，导电体的中部设置有环状凸台，导电体沿轴向内部为通孔结构；

所述导电体的下端焊接有直径大于导电体的堵头，所述导电体的下端部和堵头的外围设置有盖状的底部绝缘层，底部绝缘层的环状上端部与导电体之间设置有下绝缘环，下绝缘环与环状凸台等径，在下绝缘环上径向均布有出液孔，所述底部绝缘层的直径大于下绝缘环的直径；

所述导电体的端部下表面与环状凸台的上表面之间设置有中绝缘环和上绝缘环，中绝缘环与环状凸台等径，上绝缘环与导电体的上端部等径，上绝缘环下部外围径向均布有泄流槽，上绝缘环下部还开设有环形槽，所述环形槽与泄流槽连通且环形槽内径与环状凸台等径。