CN211101989U - 一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，解决了现有电解加工中阳极导电装置与待加工件接触面积小、无轴向定位、适应性差，且无法满足钛合金件电解加工需求的问题，导电性能良好，电场分布均匀、稳定，能够满足电解加工需求；实现对零件的全包裹，进而保证其接触面积，无需重新生产制造，经济性好；避免了在加工过程中身管可能产生的轴向位移，降低了废品率，同时保护了工具电极。

Description

一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置

技术领域

本实用新型涉及一种阳极导电装置，特别是涉及一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置。

背景技术

钛合金以其密度小、比强度高、耐腐蚀等优异特性而广泛应用于航空航天领域，近年来，亦逐步应用于兵器武器领域，特别是轻型武器-班组级便携式武器中，特指炮管、身管等零部件。钛合金因其低导热性、低变形系数、高化学活性等导致切削过程中刀具磨损严重，易产生严重的粘刀现象，尤其是在身管膛线的加工中，拉刀磨损严重，易崩刃，生产成本高昂；同时，加工所得膛线粗糙度差，因热量堆积，零件变形较大。而电解加工具有工具阴极无损耗、生产效率高、表面质量好且不产生残余应力等优点，为钛合金的加工提供了一种适用有效的加工方法。

在电解加工钛合金身管膛线时，身管作为被加工零件为阳极，从加工原理上看，必须有一种阳极导电装置，保证电能能够传输、加载至身管上，便于实现电化学阳极溶解的过程。同时由于钛元素化学性质活泼，过电电位较高，约-1.75V，电解加工过程中对电场异常敏感，加工中电场需保持分布均匀、稳定，而铁元素过电电位仅为-0.44V，因此该钛合金阳极导电装置异于常规阳极导电装置。

根据现有技术，李博,王崇楼,范植坚,杨海娟.卧式电解加工机床工装的设计[J].机械设计及制造,2016(4):118-121，提供的阳极导电装置，该装置依靠上、下铜瓦及中间的铜皮与零件的接触从而实现阳极导电，导电面积小，加工普通钢制零件时，因铁元素过电电位低，基本无影响，当加工钛合金身管时，情况显得尤为突出，存在以下三点缺陷：

①因该导电装置与钛合金身管的导电接触面积小，视零件长度，接触面积最大不足40％，加工时，电场分布不均匀、稳定，加工后，身管膛线内表面出现麻点、点蚀、深坑，且内表面上有橘子皮状流纹，表面粗糙度差，不到Ra12.5，远远无法达到设计使用指标；

②考虑将装置中上、下铜瓦加长，一方面铜瓦磨损后需垫铜皮，依然存在导电接触面积小的问题，另一方面因零件有时较长，约2m，上、下铜瓦加长后，机床有效工作行程被大幅度缩短。同时，上、下铜瓦加长后，因下铜托长度一定，装夹位置有限，无法实现与零件的全接触，同时在自重的影响下，铜瓦的变形较大，导电接触面积依然有限，不能完全解决问题。

③该装置对身管在轴向方向上没有限位、定位作用，加工中，当阴极与身管内孔间隙较小，摩擦力较大时，可能导致身管在加工过程中产生轴向位移，进而导致身管膛线导程错误，身管报废；甚至可能导致阴极与身管接触、焊接，造成阴极与身管均报废的情况。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：为解决现有电解加工中阳极导电装置与待加工件接触面积小、无轴向定位、适应性差，且无法满足钛合金件电解加工需求的问题，本发明提供一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置。

本实用新型的技术方案是：一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，包括导电瓦和若干夹紧组件；所述导电瓦整体为两端开口的空腔柱状体，在侧壁上开有盲槽，盲槽两端分别开至导电瓦的两端，轴线与导电瓦轴线相互平行；导电瓦其中一端周向均布有若干螺纹孔；夹紧组件均包括上夹紧座和下夹紧座，其中上夹紧座和下夹紧座结构相同，整体为凸字型，外壁为二阶状；在大径端上对应小径端处开有半圆形槽，且夹紧座轴线过半圆形槽圆心；上夹紧座和下夹紧座对接固连时，两个半圆形槽对接形成圆形通孔；导电瓦位于该圆形通孔中；待加工柱状零件位于导电瓦中；待加工柱状零件和导电瓦为全接触；夹紧组件轴线、待加工柱状零件轴线、导电瓦轴线三者相互重合。

本实用新型的进一步技术方案是：所述若干夹紧组件至少为两组，均布在导电瓦上，且上夹紧座和下夹紧座的大径端两端分别通过紧固螺钉进行固连。

本实用新型的进一步技术方案是：导电瓦与待加工柱状零件通过顶丝将待加工柱状零件顶紧，限制了导电瓦与待加工柱状零件的轴向相对运动。

本实用新型的进一步技术方案是：所述导电瓦在侧壁上还开有通槽，其中通槽两端分别开至导电瓦的两端，盲槽和通槽分别对称开在导电瓦的半圆处侧壁上，轴线均与导电瓦轴线相互平行。

本实用新型的进一步技术方案是：当导电瓦长时间使用后，其内孔局部有磨损使其内孔尺寸变大时，所述通槽使得在上夹紧座、下夹紧座的夹持下，其在径向方向上较易产生局部微形变，从而保证了导电瓦与待加工柱状零件的再次全接触和贴合。

本实用新型的进一步技术方案是：所述待加工柱状零件采用钛合金材料制成。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

①导电瓦1与身管之间为全接触，接触面积大，视零件长度，接触面积不小于95％，提升137％，导电性能良好，电场分布均匀、稳定，能够满足电解加工需求；

②当导电瓦1内孔长时间工作后产生局部磨损时，因导电瓦1在上夹紧座2、下夹紧座3的夹持下，会产生微形变，从而实现对零件的全包裹，进而保证其接触面积，无需重新生产制造，经济性好；

③顶丝6固定导电瓦1与身管的相对位置，避免了在加工过程中身管可能产生的轴向位移，降低了废品率，同时保护了工具电极。

附图说明

图1是本实用新型钛合金卧式电解加工阳极导电装置的结构及装配图

图2是图1中导电瓦1的零件图

图3是图2的截面图

图4是图2的A-A剖视图

图5是图1中上、下夹紧座的零件图

图6是图1中身管的零件图

图中，1—导电瓦，2—上夹紧座，3—下夹紧座，4—紧固螺钉，5—紧固螺母，6—顶丝，7—身管。

具体实施方式

参见图1—图6，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1～图6，以加工火炮身管为例，具体介绍本实用新型一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，包括导电瓦1、上夹紧座2、下夹紧座3、紧固螺钉4、紧固螺母5、顶丝6；导电瓦1其截面为“C”型，其内孔尺寸比身管7外圆尺寸大0.05～0.10mm，便于身管装配，并沿轴向方向，一侧开通槽，另一侧开非通槽，利于导电瓦1在径向方向上产生局部形变，从而保证其与身管的贴合，导电瓦1长度视零件长度而定，同时导电瓦1一端侧壁沿周向均布4×M8螺纹孔，通过顶丝6固定导电瓦1与身管的相对位置，避免身管在加工过程中产生轴向位移；本实施例中夹紧组件为三组，每一组包括上夹紧座2和下夹紧座3，三组组件分别位于导电瓦的两端和中部；所述上夹紧座2与下夹紧座3均为凸字型，中部加工有半圆形通孔，底平面两端加工有2×Φ13mm通孔；下平面位于其内孔圆心上方，通过紧固螺钉4将上夹紧座2与下夹紧座3连接，使导电瓦1产生局部形变，从而保证导电瓦1与待加工件身管7贴合；导电瓦轴线与上、下夹紧座通孔轴线重合；上、下夹紧座构成的圆形通孔尺寸比导电瓦1外径尺寸大0.05～0.10mm，便于装配。

所述的导电瓦1采用黄铜合金H62，内孔尺寸较之身管外圆尺寸大0.05～0.10mm，便于身管装配，内表面粗糙度Ra1.6，同时在加工过程中，为避免导电瓦1变形，镗孔后进行去应力回火，消除加工残余应力，而后再加工其两侧的盲槽和通槽。

所述的上夹紧座2、下夹紧座3采用40Cr，整体热处理淬火至37～42HRC，增强其硬度及内表面耐磨性。

所述的紧固螺钉4为不锈钢标准螺钉，其规格为M12×80。

所述的紧固螺母5为不锈钢标准螺母，其规格为M12。

所述的顶丝6为不锈钢标准顶丝，其规格为M8×12。

安装步骤及工作过程如下：

在工作台面上根据导电瓦1长度均布三组下夹紧座，将身管7***导电瓦1内孔中，并将其组合体放置于三组下夹紧座3内孔内，将上夹紧座2一一对应下夹紧座3位置并放置于导电瓦1上，紧固螺钉4分别穿过上夹紧座2及下夹紧座上通孔，并用紧固螺母5将上夹紧座2与下夹紧座3固连，并将顶丝6拧入导电瓦1上M8螺纹孔内，顶紧身管7；完成本实用新型钛合金阳极导电装置的组装；

导电瓦1与身管7为全接触，显著提高了两者接触面积，接触面积大于95％，加工电场分布均匀、稳定，能够满足钛合金电解加工需求；同时，顶丝6限制了导电瓦1与身管7的轴向相对运动，避免了身管7在加工中可能产生的轴向运动，降低了废品率，保护了工具电极。

当导电瓦1长时间使用后，其内孔局部有磨损使其内孔尺寸稍大时，由于导电瓦侧壁上沿轴线加工有一盲槽和通槽，在上夹紧座2、下夹紧座3的夹持下，其在径向方向上较易产生局部微形变，从而保证了导电瓦1与身管7的再次全接触、贴合，电场分布均匀、稳定，能够满足钛合金电解加工要求。

Claims (5)

1.一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，其特征在于，包括导电瓦(1)和若干夹紧组件；所述导电瓦(1)整体为两端开口的空腔柱状体，在侧壁上开有盲槽，盲槽两端分别开至导电瓦(1)的两端，轴线与导电瓦(1)轴线相互平行；导电瓦(1)其中一端周向均布有若干螺纹孔；夹紧组件均包括上夹紧座(2)和下夹紧座(3)，其中上夹紧座(2)和下夹紧座(3)结构相同，整体为凸字型，外壁为二阶状；在大径端上对应小径端处开有半圆形槽，且夹紧座轴线过半圆形槽圆心；上夹紧座(2)和下夹紧座(3)对接固连时，两个半圆形槽对接形成圆形通孔；导电瓦(1)位于该圆形通孔中，待加工柱状零件位于导电瓦(1)中，待加工柱状零件和导电瓦(1)为全接触；夹紧组件轴线、待加工柱状零件轴线、导电瓦(1)轴线三者相互重合。

2.如权利要求1所述的一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，其特征在于，所述若干夹紧组件至少为两组，均布在导电瓦(1)上，且上夹紧座(2)和下夹紧座(3)的大径端两端分别通过紧固螺钉(4)进行固连。

3.如权利要求1所述的一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，其特征在于，导电瓦(1)与待加工柱状零件通过顶丝(5)将待加工柱状零件顶紧，限制了导电瓦(1)与待加工柱状零件的轴向相对运动。

4.如权利要求1所述的一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，其特征在于，所述导电瓦(1)在侧壁上还开有通槽，其中通槽两端分别开至导电瓦(1)的两端，盲槽和通槽分别对称开在导电瓦(1)的半圆处侧壁上，轴线均与导电瓦(1)轴线相互平行。

5.如权利要求1所述的一种钛合金卧式电解加工阳极导电装置，其特征在于，所述待加工柱状零件采用钛合金材料制成。

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