多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106903384A(43)申请公布日2017.06.30(21)申请号201710243347.2(22)申请日2017.04.14(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人付书星李寒松牛屾曲宁松(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B23H5/08(2006.01)B23H5/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极及方法(57)摘要本发明涉及一种多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极及方法，属于电解铣磨复合加工领域。本发明通过在工具阴极内部设置多个扇形盲孔腔体，以及在阴极金刚石磨粒层上方设置环形挡板，改善了加工间隙内供液不足的缺陷，提高了流场均匀性，有效提高了电解铣磨复合加工的稳定性和加工精度。CN106903384ACN106903384A权利要求书1/1页1.一种多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极，包括工具阴极基体（1），工具阴极基体（1）内部为中心盲孔，阴极下部圆柱面均匀排布出液孔（4）和金刚石磨粒层(5)；其特征在于：上述中心盲孔被若干轴向分隔板（6）均匀分成若干扇形盲孔腔体（2）；扇形盲孔腔体（2）将上述出液孔（4）均匀分成若干组，每一扇形盲孔腔体（2）与一组出液孔相通；上述阴极下部圆柱面位于所述金刚石磨粒层(5)上方具有环形挡板（3），环形挡板（3）下表面具有绝缘涂层。2.根据权利要求1所述的多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极，其特征在于：上述扇形盲孔腔体（2）数量与阴极底部圆柱面的出液孔（4）轴向列数相同，每一个扇形盲孔腔体（2）对应一列出液孔（4），且两者相通。3.根据权利要求1所述的多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极，其特征在于：上述环形挡板（3）下表面与工具阴极基体（1）底部平面的距离与工具阴极加工设计切深相等。4.根据权利要求1所述的一种多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极的加工方法，其特征在于以下过程：（1）.电解铣磨复合加工进行时，保持环形挡板（3）下表面与加工工件（6）的上表面相接触，阻止电解液从加工间隙（7）内流出；（2）.电解铣磨复合加工进行时，电解液分别进入工具阴极基体（1）内的各个扇形盲孔腔体（2）内，从各个扇形盲孔腔体（2）对应的阴极底部圆柱面出液口（4）喷出，喷射到加工工件（13）的加工面上；（3）.电解铣磨复合加工开始后，扇形盲孔腔体（2）内部的轴向分隔板（6）阻止电解液从高压出液口（8）向低压出液口（9）内移动，同时环形挡板（3）对从加工间隙（7）内喷出的电解液起到阻挡作用，二者同时作用使得加工间隙（7）流量更加充足，提高了加工间隙（7）内的电解液分布均匀性；上述高压出液口（8）是指正对加工区域的出液孔，低压出液口（9）是指高压出液口对面的出液口。2CN106903384A说明书1/4页多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极及方法技术领域[0001]本发明涉及一种多腔体挡板式电解铣磨复合加工工具阴极及方法，属于电解铣磨复合加工领域。背景技术[0002]随着科学技术的发展，现代航空、航天、船舶等工业领域中使用了大量高温合金、钛合金等金属材料。比如，GH4169合金分别占了CF6发动机、CY2000发动机和PW4000发动机总重量34%、56%和57%；钛合金占了第四代战斗机F-22所使用材料总量的41%等。然而，受这些材料本身一些固有特性的影响，如导热能力差、强度高、硬度大等，在机械加工过程中加工区的温度较高、切削力较大，容易引起刀具的磨损。以航空发动机中的燃烧室薄壁机匣为例，其环形面上不仅有众多形状各异的安装凸台、加强筋等，而且从毛坯加工成零件的材料去除比一般可高达60%～80%，这给制造技术带来了诸多挑战。[0003]电解磨削是一种由电解作用和机械磨削作用相复合而实现材料去除的加工方法。传统的电解磨削加工通常采用导电砂轮作为工具阴极，并通过外接喷嘴向加工区域喷射电解液。在电解作用下，工件表面金属发生溶解并生成较软的氧化物薄膜，随即被旋转的砂轮磨粒刮除，又露出新的金属表面并被继续电解，如此反复，直至达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。在整个加工过程中，大部分金属材料是以离子形式去除的，因此磨具的损耗较小，非常适合于加工难切削的金属材料。然而，受砂轮结构和供液方式的限制，传统的电解磨削加工柔性和效率较低，这不利于该技术优势的推广。[0004]为改善这一难题，电解铣磨复合加工被提出，即采用棒状磨头作为工具阴极，以类似数控铣削的方式由磨头电极的旋转运动和工件的进给运动共同形成轮廓的发生线，通过相切法进行成形加工的方法。相比于传统的电解磨削加工，数控铣削方式