CN103817388B - 一种制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用微细电解技术制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其特征在于，包括：电解液槽（1），管状电极（2），管状电极夹具（3），螺旋型硬质合金微细铣刀（4），刀具夹具（5），电机一（6），丝杠（7），电机二（8），电解液槽进液管（9），电解液存贮箱（10），电解液槽排液管（11），压力泵（12），过滤器（13），阀门（14），运动平台（15），工作台（16），利用微细电解良好的溶解定域性和表面质量控制能力，利用管状电极电解加工中电场集中分布于电极端面附近，利用硝酸钠溶液、氯酸钠溶液或者其混合溶液杂散腐蚀相对较小的优点，能做到高精度、高效率、低成本的制备螺旋型硬质合金微细铣刀。

Description

一种制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置

技术领域

本发明属于铣刀的制备装置，特别是指一种利用微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置。

背景技术

目前，已有多种加工装置能够制备微细铣刀,但在很多方面仍存在诸多严重的问题。现有的制备微细铣刀的工艺装置有：(1)电火花线电极磨削装置；(2)激光加工装置；(3)精密微细磨削装置；(4)聚焦离子束溅射装置；(5)电解电火花复合微细加工装置。使用电火花线电极磨削装置制备时，会在铣刀刀具切削刃及切削面形成电蚀凹坑并由此形成表面变质层、微观裂纹及残余拉应力；激光加工装置也有类似于电火花线电极磨削装置的缺陷，激光加工微细铣刀时热力的传导会形成热影响区，该区域内同样存在微观裂纹和热应力；使用精密微细磨削装置，可以在一定程度上满足微铣刀制备的工艺要求，但受磨削力影响，其能够稳定获得的刀具最小直径受到局限；而聚焦离子束溅射装置制备微铣刀时，在保证高精度的同时也存在加工效率过于低下、成本太高的缺点，无法实现规模化制备微细铣刀；电解电火花切削存在材料过切现象严重，加工精度难以保证的缺陷。

因此寻找高精度、高效率、低成本的加工装置来制备高精度、高强度微细铣刀是微铣削制备面临的瓶颈问题，是目前微细刀具制备领域的关键核心问题之一，也是微细制造产业发展的客观需求。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种基于微细电解技术制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，该装置利用微细电解技术的优点，能够做到高精度、高效率、低成本的制备螺旋型硬质合金微细铣刀。

本发明提供一种微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其特征在于，包括：电解液槽，给微细电解提供加工环境；管状电极，由管状电极夹具固定，通电后作为工具电极用以硬质合金微细铣刀制备；管状电极夹具，用于夹紧定位管状电极；螺旋型硬质合金微细铣刀；刀具夹具，用于移动和夹紧所制备的微细铣刀，通过控制使刀具达到加工位置；电机一，为运动平台上下进给提供动力；电机二，为刀具夹具旋转提供动力；压力泵，提供动力，使电解液从管状电极中喷出，并保证电解液循环流动；阀门，控制电解液在电解液存贮箱和电解液槽之间循环流动，关闭时，停止流动；电解液槽进液管，使电解液从管状电极中喷出；电解液存贮箱，存贮电解液；电解液槽排液管，使电解液流回电解液存贮箱；过滤器，防止电解时产生的电解产物随电解液流入电解液槽；工作台，起支撑作用；丝杠，电机一通过其带动运动平台上下进给运动；运动平台，其上放置电机二和刀具夹具。其中，管状电极置于电解液槽中，螺旋型硬质合金微细铣刀通过刀具夹具与电机二连接，电解液通过压力泵提供动力从电解液存贮箱中依次经过过滤器、压力泵，通过电解液槽进液管后，从管状电极中喷出进入电解液槽，经过电解液槽排液管和阀门后流回电解液存贮箱中。

优选地，所述管状电极为直径小于400μm侧面绝缘的钛管状电极；

优选地，所述硬质合金微细铣刀的直径在1000μm以下；

优选地，所述装置还包括电机一、电机二及运动平台，实现刀具的上下及旋转运动；

优选地，所述电解液为非强酸或碱电解液，如硝酸钠溶液、氯酸钠溶液或者其混合溶液；

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)微细电解具有良好的溶解定域性和优良的表面质量控制能力，因此非常有利于硬质合金微细铣刀切削刃及切削面的成型；

(2)硬质合金微细铣刀电解制备过程中采用管状电极可使电场集中分布于管电极端面附近，有效提高加工效率；

(3)硬质合金微细铣刀电解制备过程中采用硝酸钠溶液、氯酸钠溶液或者其混合溶液，杂散腐蚀较小，成型精度高，具有良好的刀具尺寸控制能力。

附图说明

图1是管状电极电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置示意图；

图2是管状电极电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的电解液流向示意图；

图3是管状电极电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的加工原理示意图。

具体实施方式

图1、图2所示的一种利用微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其包括：电解液槽1，管状电极2，管状电极夹具3，螺旋型硬质合金微细铣刀4，刀具夹具5，电机一6，丝杠7，电机二8，电解液槽进液管9，电解液存贮箱10，电解液槽排液管11，压力泵12，过滤器13，阀门14，运动平台15，工作台16。其中，电解液槽1设置在工作台16上，管状电极2置于电解液槽1中，利用管状电极夹具3进行夹紧，管状电极2与电解液槽进液管9相连接，螺旋型硬质合金微细铣刀4通过刀具夹具5与电机二8连接，电解液通过压力泵12提供动力，从管状电极2中喷出加工后进入电解液槽1中，依次通过电解液槽排液管11，阀门14，流回到电解液存贮箱10中，并经过滤器13，压力泵12，电解液槽进液管9再次进入管状电极2中，循环流动。电机一6固定在工作台16上，与丝杠7相连，丝杠7控制运动平台15使螺旋型硬质合金微细铣刀4上下进给。

制备螺旋型硬质合金微细铣刀时，应先将螺旋型硬质合金微细铣刀4放入刀具夹具5中，固定夹紧；根据加工刀具的尺寸及要求，输入加工数据，准备加工；加工时，将阀门14关闭，启动压力泵12，使电解液存贮箱10中的电解液依次通过滤器13，压力泵12，从电解液槽进液管9中进入管状电极2，然后注入电解液槽1中，液位达到一定高度时，打开电机一6和电机二8，阀门14，加工开始；管状电极2对螺旋型硬质合金微细铣刀4进行加工，电机一6控制刀具按要求速度向下进给，电极二8带动刀具按要求速度旋转运动，同时电解液通过电解液槽排液管11流回电解液存贮箱10中，从而进行循环流动；制备完成后电解液通过电解液槽排液管11，阀门14流回电解液存贮箱10内，关闭电源，即可取下刀具。

其中，管状电极2对刀具螺旋型硬质合金微细铣刀4进行加工时具体包括以下步骤：

步骤1，用管状电极2作为刀具的几何特征母线，然后按照预定的轨迹相对于刀具体展成运动；

步骤2，开启压力泵12，使电解液存贮箱10中的电解液依次通过滤器13，压力泵12，从电解液槽进液管9中进入管状电极2，然后注入电解液槽1中，液位达到一定高度时，打开电机一6和电机二8，阀门14，加工开始就行；

步骤3，根据加工要求，电机一6通过丝杠7带动运动平台15按一定速度向下进给，同时电机二8通过刀具夹具5带动螺旋型硬质合金微细铣刀4做旋转运动；

步骤4，加工完成，关闭压力泵12及电源，电解液全部流入电解液存贮箱10后，关闭阀门14，取下刀具。

以上所述的仅为本发明的实施范例，当不能依次限定本发明实施的范围。即凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明权利要求涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其特征在于，包括：电解液槽，给微细电解提供加工环境；管状电极，由管状电极夹具固定，通电后作为工具电极用以微细铣刀制备；管状电极夹具，用于夹紧定位管状电极；微细铣刀；刀具夹具，用于移动和夹紧微细铣刀，通过控制使微细铣刀达到加工位置；电机一，为运动平台上下进给提供动力；电机二，为刀具夹具旋转提供动力；压力泵，提供动力，使电解液从管状电极中喷出，并保证电解液循环流动；阀门，控制电解液在电解液存贮箱和电解液槽之间循环流动，关闭时，停止流动；电解液槽进液管，使电解液从管状电极中喷出；电解液存贮箱，存贮电解液；电解液槽排液管，使电解液流回电解液存贮箱；过滤器，防止电解时产生的电解产物随电解液流入电解液槽；工作台，起支撑作用；丝杠，电机一通过其带动运动平台上下进给运动；运动平台，其上放置电机二和刀具夹具；其中，管状电极置于电解液槽中，微细铣刀通过刀具夹具与电机二连接，电解液通过压力泵提供动力从电解液存贮箱中依次经过过滤器、压力泵，通过电解液槽进液管后，从管状电极中喷出进入电解液槽，经过电解液槽排液管和阀门后流回电解液存贮箱中；所述电解液为非强酸电解液，所述非强酸电解液采用硝酸钠溶液、氯酸钠溶液或者两者的混合溶液。

2.根据权利要求1所述的微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其特征在于：所述管状电极为直径小于400μm侧面绝缘的钛管状电极。

3.根据权利要求1所述的微细电解制备螺旋型硬质合金微细铣刀的装置，其特征在于：所述微细铣刀的直径在1000μm以下。