CN107931759A - 一种内喷式阴极电解铣削加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内喷式阴极电解铣削加工装置，包括：脉冲电源、刀具和驱动刀具旋转的电机、以及电解液供给装置；刀具的第一端部设有和脉冲电源的阴极连接的阴极导杆，脉冲电源的阳极和工件连接，刀具的第二端部的外侧壁上设有多条切削齿，刀具的内部设有中空腔室，刀具上相邻的切削齿之间的沟槽底部设有第一喷液口，电解液供给装置的供液口通过中空腔室和第一喷液口连通。在应用时，刀具高速旋转的同时横向进给电解铣削工件，在电解铣削的过程中，阴极上的切削齿间断式的铣削工件上的加工区，从而达到自脉冲的效果，同时由于沟槽内的第一喷液口喷出的电解液可以快速地将电解产物通过旋转的沟槽排出加工区，进而保证加工质量。

Description

一种内喷式阴极电解铣削加工装置
技术领域
本发明涉及电解铣削加工技术领域，特别是涉及一种内喷式阴极电解铣削加工装置。
背景技术
航空发动机叶片是发动机的核心部件之一，随着发动机性能要求的提高，整体叶轮的形状也更趋复杂，其特点是：叶片薄，扭曲大，叶片间隔小。这给整体叶轮的制造加工带来了极大的困难。而整体叶轮通常采用钛合金、高温合金等高性能金属材料制造，这些材料极难切削。同时，由于整体叶轮结构复杂，加工精度要求高，整体叶轮的机械制造加工面临越来越强的挑战。整体叶轮要更换叶片非常困难，有可能因为一个叶片损坏，而报废整个整体叶轮，因此整体叶轮叶片的制造技术，是整体叶轮扩大应用前必须解决的关键问题。目前加工整体叶轮的方法主要有精密铸造、数控铣削、仿形电解加工和数控电火花加工等。
数控铣削：由于钛合金、高温合金叶轮都是难加工材料，传统的数控铣削加工存在一些问题：1)对广泛用于制造耐高温整体叶轮的钛合金和镍基高温合金进行铣削仍很困难；2)对于带叶冠的整体叶轮或叶片具有很大中弧线弯角的整体叶轮，采用数控铣削加工时，铣刀与叶盘可能干涉，或能使用的铣刀太过纤细，导致了刀具的刚性很差和加工可达性困难；3)对于直径较小、叶片较多且叶间通道比较窄的整体叶轮，其通道结构对于数控加工也是比较大的挑战，因此数控铣削通常用于不锈钢叶轮等具有开放叶片(无叶冠)而且叶间通道较大的整体叶轮。
电火花加工：在加工过程中电极损耗会影响成型精度，需经常更换电极，导致加工成本高，加工速度慢，高性能机床还需要进口，同时加工表面的再铸层对零件疲劳强度会产生非常不利的影响，这又限制了此种加工方法的大量使用。
对于复杂、超薄大扭曲的叶片，现有的仿形电解加工无法对其加工；而普通的棒状阴极加工效率极低。
发明内容
本发明的目的是提供一种内喷式阴极电解铣削加工装置，可以有效解决复杂型面叶片难以加工、质量难以保障等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种内喷式阴极电解铣削加工装置，包括：脉冲电源、刀具和驱动所述刀具旋转的电机、以及电解液供给装置；所述刀具的第一端部设有和所述脉冲电源的阴极连接的阴极导杆，所述脉冲电源的阳极和工件连接，所述刀具的第二端部的外侧壁上设有多条切削齿，所述刀具的内部设有中空腔室，所述刀具上相邻的所述切削齿之间的沟槽底部设有第一喷液口，所述电解液供给装置的供液口通过所述中空腔室和所述第一喷液口连通。
优选地，所述刀具的第二端部的底部设有至少一个和所述中空腔室连通的第二喷液口。
优选地，所述切削齿的刃背和所述沟槽的底部设有绝缘掩膜层。
优选地，所述切削齿为螺旋切削齿。
优选地，所述沟槽底部设有多个沿其槽长延伸方向均匀分布的所述第一喷液口。
优选地，所述第一喷液口为条形孔。
优选地，所述刀具的第二端部的底部设有多个沿其径向或周向分布的所述第二喷液口。
优选地，所述电机为中空电机。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置，包括：脉冲电源、刀具和驱动刀具旋转的电机、以及电解液供给装置；刀具的第一端部设有和脉冲电源的阴极连接的阴极导杆，脉冲电源的阳极和工件连接，刀具的第二端部的外侧壁上设有多条切削齿，刀具的内部设有中空腔室，刀具上相邻的切削齿之间的沟槽底部设有第一喷液口，电解液供给装置的供液口通过中空腔室和第一喷液口连通。在应用时，刀具高速旋转的同时横向进给电解铣削工件，在电解铣削的过程中，阴极上的切削齿间断式的铣削工件上的加工区，从而达到自脉冲的效果，同时由于沟槽内的第一喷液口喷出的电解液可以快速地将电解产物通过旋转的沟槽排出加工区，进而保证加工质量。此外本发明提供的加工装置可以高效地电解铣削各种复杂型面，特别是难加工材料的工件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的结构示意图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的剖视结构示意图；
图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的第二端部的放大结构示意图。
附图标记如下：
1为脉冲电源，2为阴极导杆，21为中空腔室，3为切削齿，31为沟槽，32为刃背，33为切削刃，4为工件，5为第一喷液口，6为第二喷液口。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1-图4，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的结构示意图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的剖视结构示意图；图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置的刀具的第二端部的放大结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种内喷式阴极电解铣削加工装置，包括：脉冲电源1、刀具和驱动刀具旋转的电机、以及电解液供给装置；刀具的第一端部设有和脉冲电源1的阴极连接的阴极导杆2，其中电机优选中空电机，阴极导杆2装夹在中空电机上，脉冲电源1的阳极和工件4连接，刀具的第二端部的外侧壁上设有多条切削齿3，刀具的内部设有中空腔室21，刀具上相邻的切削齿3之间的沟槽31底部设有第一喷液口5，电解液供给装置的供液口通过中空腔室21和第一喷液口5连通。图3所示的箭头指的是电解液的流动方向，其中可在沟槽31底部设置多个沿其槽长延伸方向均匀分布的第一喷液口5，第一喷液口5优选为条形孔，也可为圆形孔或其它形状的。
在本实施例中，刀具高速旋转的同时横向进给电解铣削工件4，在电解铣削的过程中，阴极上的切削齿3间断式的铣削工件4上的加工区，从而达到自脉冲的效果，同时由于沟槽31内的第一喷液口5喷出的电解液可以快速地将电解产物通过旋转的沟槽31排出加工区，进而保证加工质量。此外本发明提供的加工装置可以高效地电解铣削各种复杂型面，特别是难加工材料的工件4。
进一步地，刀具的第二端部的底部设有至少一个和中空腔室21连通的第二喷液口6。通过第二喷液口6不仅可以更加有效地更新电解液，还可以更好地将电解产物排出。其中当有多个第二喷液口6时，可将第二喷液口6沿第二端部的底部的径向或周向分布。
具体地，切削齿3的刃背32和沟槽31的底部设有绝缘掩膜层。其中切削齿3包括切削刃33和刃背32，在加工出切削齿3后，将刃背32和沟槽31的底部进行绝缘掩膜处理即可。
其中，切削齿3优选为螺旋切削齿3。其中螺旋角度可根据具体情况进行选择，本实施例对此不做限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种内喷式阴极电解铣削加工装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，包括：脉冲电源、刀具和驱动所述刀具旋转的电机、以及电解液供给装置；所述刀具的第一端部设有和所述脉冲电源的阴极连接的阴极导杆，所述脉冲电源的阳极和工件连接，所述刀具的第二端部的外侧壁上设有多条切削齿，所述刀具的内部设有中空腔室，所述刀具上相邻的所述切削齿之间的沟槽底部设有第一喷液口，所述电解液供给装置的供液口通过所述中空腔室和所述第一喷液口连通。
2.根据权利要求1所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述刀具的第二端部的底部设有至少一个和所述中空腔室连通的第二喷液口。
3.根据权利要求2所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述切削齿的刃背和所述沟槽的底部设有绝缘掩膜层。
4.根据权利要求1至3任一项所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述切削齿为螺旋切削齿。
5.根据权利要求2所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述沟槽底部设有多个沿其槽长延伸方向均匀分布的所述第一喷液口。
6.根据权利要求5所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述第一喷液口为条形孔。
7.根据权利要求5或6所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述刀具的第二端部的底部设有多个沿其径向或周向分布的所述第二喷液口。
8.根据权利要求7所述的内喷式阴极电解铣削加工装置，其特征在于，所述电机为中空电机。
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