[发明专利]一种具有促蚀物排出、抵消涡流、去残留峰、自纠偏功能的管电极及制作方法

说明书

本发明提供一种具有促蚀物排出、抵消涡流、去残留峰、自纠偏功能的管电极及制作方法，包括管电极本体、管电极本体包括贯穿中心的主通道和外部的管侧壁，管电极本体的下端部连接有喷头，主通道用于电解液的流通，管电极本体所在的管侧壁上相间分布有第一辅助斜通孔和第二辅助斜通孔，经第一辅助斜通孔流出的电解液用于抵消加工间隙内所产生的流场涡流；经第二辅助斜通孔流出的电解液用于促进蚀除产物的及时排出；管电极底部的喷头上均匀对称开设有四个通道孔，从而保证整个加工过程中无中心残留峰产生。此外，流经上述辅助斜通孔的电解液在出口处均会产生水平方向的流场分量，用以平衡管电极在加工深孔时所产生的扰动和纠正管电极轴线的偏斜。

技术领域

本发明属于电火花—电解复合加工深孔技术领域，具体涉及一种具有促蚀物排出、抵消涡流、去残留峰、自纠偏功能的管电极及制作方法。

背景技术

随着航空航天工业、汽车工业、医疗器械行业、微机电系统的不断发展，在某些特殊情况下，需要在一些特定的难加工材料上加工大量微小孔微、群孔及斜孔结构，如涡轮叶片气膜冷却孔、航空发动机燃烧室火焰筒群孔、发动机喷油孔及涡轮定子叶片上的各类型孔等，这些孔结构大都是大深径比的深孔结构。由于传统机械加工工艺很难加工大深径比的深孔结构，因此必须采用特种加工技术进行加工，其中电火花—电解复合加工便是一种有效的加工方法。电火花—电解复合加工是一种结合电火花加工和电解加工的精密特种加工技术，也被称之为电化学放电加工技术，它既可以加工金属材料，也可以加工非金属材料。管电极是电火花—电解复合加工深孔的关键部件，也是实现深孔加工过程中电解液循环流动的基础。

针对电火花—电解复合加工中管电极所存在的问题，现有专利文献也提出了一些解决方案。申请号为201510747358.5的中国专利公开了一种消除管电极电解加工间隙内流场涡流的方法，该方法利用经侧面打斜向上孔处理的管电极进行电解加工，虽然在一定程度上能够抵消掉一部分加工区域中的电解液流场涡流，但是这种方法是通过侧面斜向下的孔流出的电解液流速与涡流区电解液流速恰好相反从而进行相互抵消的，从而减缓了电化学蚀除产物及时排出的速度，使得微小加工间隙中的电解液和蚀除产物(包括电解蚀除物和电火花蚀除物)不能够及时有效的排出；另外，利用此方法在侧面打斜向上孔处理的管电极进行电解加工深孔时，会在深孔的内部形成中心残留峰，而中心残留峰会阻碍管电极出口处和加工间隙内电解液的有效循环流动，以致无法保证深孔加工的正常进行和深孔的加工质量。

申请号为201810905989.9的中国专利公开了一种利用小孔反流排除电蚀产物的电极管，包括电极、电极中孔，通过在电极管侧壁加工斜向上的电极斜孔，虽然在一定程度上提高了电蚀产物(包括电解蚀除物和电火花蚀除物)的排出能力，但是通过此电极侧壁斜向上的孔流出的电解液具有竖直向上的分速度，再加工电极管是旋转的，从而加剧了电极管在电火花加工深孔时的不稳定性；另外，利用此方法在侧面打斜向上孔处理的管电极进行电解加工深孔时，会在深孔的内部形成中心残留峰，而中心残留峰会阻碍电极管出口处和加工间隙内电解液的有效循环流动，使得加工间隙中的电蚀产物不能够及时的排出，以致无法保证电火花深孔加工的正常进行。

申请号为201910113040.X的中国专利公开了一种具有柔性支撑及促进加工产物排出的管电极及其深小孔电加工方法，通过在管电极距离加工端面一定距离的一个或多个横截面侧壁上加工出环形阵列均匀分布的不同几何形状的倾斜通孔，虽然在一定程度上能够促进蚀除产物的排出，但是利用该方法加工深孔时同样会在深孔的内部产生中心残留峰，而中心残留峰会阻碍电极管出口处和加工间隙内电解液的有效循环流动，使得加工间隙中的电蚀产物不能够及时的排出，以致无法保证电火花深孔加工的正常进行。

因此，寻找一种有效的管电极及加工方法用于解决电火花—电解复合加工深孔的过程中，加工间隙内易产生电解液流场旋涡、蚀除产物不能及时排出、深孔中心处有残留峰产生、管电极易产生扰动和轴线偏斜四大技术性难题是电火花—电解复合加工深孔的关键技术，也是机械制造行业提高深孔的加工质量和效率的客观要求。

发明内容