[实用新型]一种难切削材料、小模数内齿轮电解加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种难切削材料、小模数内齿轮的电解加工装置，属于电解加工技术领域。 

背景技术

内齿轮是现代机械设备中重要的联接构件，广泛应用于机械加工、运输、航空航天、化工、冶金等工程领域，例如汽车变速箱、行星齿轮系、机床传动装置、机械增压器等。内齿轮的加工精度、质量、效率也直接影响到机器的工作性能、使用寿命和制造成本。 

传统工艺中，内齿轮的加工通常安排在热处理之后，作为最终加工，而热处理后的工件硬度较高，强度较大。若采用拉削工艺加工，刀具磨损很快，通常一把价值数万元的拉刀的使用寿命仅有几十次；若采用数控铣削工艺加工，不仅加工成本较高，而且加工得到的工件表面会有难以去除的飞边、毛刺。本实用新型针对的加工对象是难切削材料、小模数内齿轮，其毛坯材料多为高温合金、不锈钢、钛合金、硬质合金等，若采用传统的切削加工工艺，加工过程中切削力大、切削温度高、加工硬化严重，进而刀具磨损严重；产生的切屑不易控制，容易出现“粘刀”现象或形成积屑瘤，使工件表面光洁度下降；材料线膨胀系数较大，工件易变形，尺寸精度也难以保证。并且，小模数的内齿轮结构属于内型面难加工结构，传统加工工艺也难以胜任其加工。 

电解加工是基于电化学阳极溶解原理，借助于工具阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成形的一种工艺方法，适用于难切削金属材料、复杂形状零件的加工。相对于其他方法，电解加工工艺在加工内齿轮方面有以下优点：1.工具阴极无损耗；2.生产效率高，劳动强度小；3.加工表面质量高、无应力、无热影响区；4.不受材料力学、机械性能限制；5.工具阴极的制造工艺简单，寿命长、费用低，数百元的工具阴极代替一组数万元的拉刀，经济效果十分显著。但电解加工本身也存在着一些缺点，如稳定流场的设计较为复杂；成形过程中工具阴极和工件之间电场的变化规律较为复杂；阴极设计虽然较为困难，设计周期偏长，但一旦试制成功，在正常条件下，阴极可永久使用。 

因此，将电解加工技术应用于难切削材料、小模数内齿轮的加工，具有重要的工程意义。 

发明内容

1、发明目的：本实用新型的目的在于提供一种难切削材料、小模数内齿轮的电解加工装置，实现难切削材料、小模数内齿轮的精密、高效、低成本电解加工。 

2、技术方案： 

本实用新型的电解加工装置，包括：脉冲电源、电解液循环过滤系统、加工机床控制系统、阴极系统、工件、工件夹具、密封部分、工作箱、工作台，其特征在于： 

所述阴极系统包括工具阴极、阴极连杆、阴极接头，工具阴极安装在阴极接头的一端，阴极接头的另一端与阴极连杆以螺纹相连，三者具有相连通的电解液通道；电解液循环过滤系统的进液管与阴极连杆相连； 

所述工件夹具包括端盖、有机玻璃腔体、导电压块，其中，工件置于有机玻璃腔体内，由有机玻璃腔体内壁对工件进行径向定位，有机玻璃腔体安装在基座上，基座固定于机床工作台；端盖和导电压块从轴向两侧压紧工件，实现工件的轴向定位与夹紧； 

所述密封部分包括锁紧块、橡胶密封圈、内六角螺钉、端盖，锁紧块和橡胶密封圈由内六角螺钉连接到端盖外端面上，通过调节螺钉旋合的松紧程度调节加工背压； 

脉冲电源正极与导电压块相连，使与其接触的工件带正电，负极与阴极连杆相连，使安装在其上的工具阴极带负电，在电流回路中连接有测量电解加工电压及电流的电压表和电流表； 

工具阴极的小端端面为圆形，工具阴极的大端为阴极齿，工具阴极的小端到大端之间的部分由圆形平稳过渡至阴极齿形。 

在工具阴极底面、阴极连杆前部及其连接部分涂上绝缘层。 

上述加工装置，采用一种上下异形结构的工具阴极，对已有预孔的工件进行轴向快速送进加工，送进速度一般为端面进给速度的5～10倍；工件齿形依靠工具阴极侧面基于电化学阳极溶解原理加工成形。加工过程中采用正向流动加背压的电解液流动方式，电解液自阴极系统的中空通道流入，进而充满装有工件的有机玻璃腔体，再从工具阴极和工件之间的间隙以高速（6～30m/s）流出以保证带走工件阳极的溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。