双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法.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CN105855649A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610304987.5(22)申请日2016.05.10(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)发明人李寒松牛屾曲宁松付书星(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)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法(57)摘要本发明涉及一种双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法，属于电解磨削复合加工领域。机床主轴通过传动直齿轮组带动两个中空的传动轴旋转，进而带动传动轴顶端的旋转接头内环和末端止水夹头一同旋转。止水夹头上可装夹不同设计需求的工具阴极，旋转接头将电解液由静态系统输入到动态的旋转系统，再经过传动轴通孔、工具阴极内孔，直接喷射到工件的加工表面。这样，通过该主轴传动装置可实现内喷液电解磨铣加工复杂薄壁结构、对称型面等，使机床主轴免受电解液腐蚀的影响，并减小了加工的余量差，提高了加工深度、加工精度、加工效率和加工柔性。CN105855649ACN105855649A权利要求书1/1页1.一种双内喷液工具阴极系统，其特征在于：该系统包括固定于机床主轴的主动齿轮，以及两个中空传动轴，上述两个中空传动轴上均固定有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮；机床主轴和中空传动轴均通过角接触轴承支撑；每个中空传动轴顶端均安装一个旋转接头，该旋转接头由内环和外环组成，其中外环与内环之间可相对转动，内环与所述中空传动轴固定，外环与供液管路相连；每个中空传动轴的末端均安装有止水夹头；止水夹头的开孔处安装有工具阴极。2.利用权利要求1所述双内喷液工具阴极系统的电解磨铣加工方法，其特征在于包括以下过程（1）、将两个工具阴极均连接电源负极；再将工件装夹在工作台上，并连接电源正极；然后在机床数控运动程序的控制下完成对刀、定位；（2）、利用供液管路的两条支路分别给上述两个工具阴极提供电解液，每条供液支路均有流量计、压力表、泄流阀、调压阀；（3）、通过电解磨铣机床的伺服电机带动机床主轴旋转，利用变频器调节机床主轴转速，通过齿轮传动带动两个中空的传动轴旋转，进一步带动中空传动轴顶端的旋转接头和末端的止水夹头旋转；（4）、旋转接头的内环随中空传动轴一同旋转，外环保持静止，将供液管路中的电解液由静态系统输入到动态旋转系统，再经过中空传动轴的通孔、装夹在止水夹头上的工具阴极内孔，直接喷射到工件的加工表面；（5）、电解液从旋转的工具阴极内孔喷出后及时的充满整个加工区域，工作台在机床数控运动程序的控制下按照预定的轨迹运动，薄壁结构的两侧形状可一次加工成形；（6）、工作箱内多余的电解液以及电解产物经过过滤器过滤，再流入电解液槽中，实现电解液的过滤及循环使用。2CN105855649A说明书1/3页双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法技术领域[0001]本发明涉及一种双内喷液工具阴极系统及其电解磨铣方法，属于电解磨削复合加工领域。背景技术[0002]高温合金、钛合金等金属材料具有耐高温、耐腐蚀、比强度高、热强度高等优良的机械物理性能，目前已经被广泛的应用于航空、航天、航海等工业领域。然而，高温合金、钛合金都是典型的难加工材料，当使用金属切削方法加工时，由于加工温度高、切削力大，导致刀具的磨损严重、工件的加工质量较差。特别是对于一些材料为高温合金或者钛合金的航空发动机产品，例如机匣、火焰筒、叶盘、叶片等零件，通常采用了大量的整体薄壁结构件和对称型面，从毛坯到零件的材料去除比可高达60%～80%，零件壁厚最薄处只有0.5毫米，因此，当受到切削力作用时工件极易发生变形，其加工效率和加工精度很难得到保证。[0003]电解磨削是由电解作用和机械磨削作用相复合进行加工的，比电解加工具有更好的表面粗糙度和加工精度，比磨削加工具有更高的生产效率。电解磨削加工时大部分金属材料是通过电解作用以离子的形式去除的，磨削的主要作用是去除工件表面因电化学腐蚀生成的氧化物薄膜，保持电解过程的正常进行并降低表面粗糙度。传统的电解磨削方法通常采用导电砂轮作为工具阴极以及外接式电解液供给，主要用于平面加工和抛光加工，由于每次加工所去除的材料厚度极小，从而限制了材料去除率的增加，而且难以应用于对称型面和薄壁结构件的加工。[0004]电解磨铣在电解磨削的基础上采用棒状磨头作为工具阴极，用类似于数控铣的方式由磨头阴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。和金属切削加工相比，电解磨铣具有材料去除率快、切削力小、表面无残余应力等优点；和传统的电解磨削方法相比，数控铣削技术的引入使得电解磨铣的