[发明专利]筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极及加工方法

说明书

本发明涉及一种筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极以及电解加工方法。电解加工电极包括进水口、流道、背压机构和旋转电极；流道为“[”形管道，流道上端部设置有进水口，下端部连接背压机构，背压机构端部安装有旋转电极；旋转电极呈柱形，加工端面为弧面，弧面的半径与曲线槽表面弧面的半径相同。本发明针对筒形构件内外壁封闭曲线槽构件无法实现加工或制造成本较高、加工周期较长的难题，提出了一种筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极以及加工方法，采用加工电极旋转扫描、分步进给的电解加工方法，解决大尺寸复杂异形筒形构件内外壁封闭曲线槽的加工问题。

技术领域

本发明涉及一种筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极及加工方法，属于电解加工工艺技术领域。

背景技术

电解加工技术是利用电化学阳极溶解的原理，借助于成型的阴极，将工件按照一定的形状和尺寸加工成型的一种工艺方法。在加工过程中，工具电极为阴极，工件为阳极，工具阴极和工件阳极间保持很小的间隙。电解液一般采用中性盐溶液，极间施加直流电压，在一定的工艺参数下，工具电极按一定的速度进给，维持极间小间隙，电解液循环通过阴阳极之间的间隙，同时不断带走电解产物以及热量并去极化。工件按工具阴极的形状不断溶解，直到工件的形状和尺寸达到要求为止。电解加工具有加工范围广，加工效率高，表面无应力，加工阴极无损耗的特点，几乎可以加工所有的导电材料，而且不受材料强度、硬度等物理条件限制。

随着火炮技术的不断发展，其运动导向结构不断采用高强度、高硬度的难加工金属、复杂异形结构及整体结构，如在筒形结构的内外壁上，分布有多种类型的封闭环绕曲线槽，槽截面一般为矩形，有一定的形状精度与尺寸精度要求，传统的机械加工难度极大，有些内壁槽由于没有刀具进给空间而无法实现加工。电解加工技术不受材料强度、硬度等物理条件限制，可以加工任何导电金属，而且在加工过程中加工效率高、电极无损耗、表面无应力，加工深窄复杂空间结构具有极高的可达性，可以解决筒形结构内外壁的封闭环绕曲线槽的加工难题。

本发明创新性地提出柱形电极电解加工筒形结构内外壁封闭曲线槽的加工方法，解决大尺寸复杂筒形构件的内外壁封闭曲线槽加工。

筒形构件内外壁封闭曲线槽结构特征是在圆柱形筒体内外壁上分布有循环封闭的带状曲线槽，其截面为矩形或其他形状，截面形状的中心沿圆柱形内表面或外表面轴向与周向以多段曲线方程组合分布，形成头尾相接的闭合曲线。如采用数控机械加工，即便是内径空间上容许刀具进入，也会由于其沿筒体轴向深度过大导致支撑刀架刚性不足无法保证槽的形状精度与基本的加工效率。而采用铸造工艺往往由于其铸造组织的性能无法满足高疲劳、冲击载荷的作用而无法满足使用要求。目前的工艺多采用电火花加工，方法是利用多个电极进行分段加工、多次修整的方式，可以实现内外壁封闭曲线槽的加工。但由于材料去除量较大，电火花加工电极消耗严重，更换频繁，加工效率低，加工周期超长，再者，由于电火花加工表面存在热再铸层及微裂纹，需要通过后续抛磨修整去除，工序复杂，也使得制造成本居高不下。

发明内容

本发明针对筒形构件内外壁封闭曲线槽构件无法实现加工或制造成本较高、加工周期较长的难题，提出了一种筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极以及加工方法，采用加工电极旋转扫描、分步进给的电解加工方法，解决大尺寸复杂异形筒形构件内外壁封闭曲线槽的加工问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现：

本发明一方面提供了一种筒形构件内外壁封闭曲线槽的电解加工电极，其特征在于：所述的电解加工电极包括进水口1、流道2、背压机构3和旋转电极4；所述的流道2为“[”形管道，流道2上端部设置有进水口1，下端部连接所述的背压机构3，所述的背压机构3端部安装有旋转电极4；所述的旋转电极4呈柱形，加工端面为弧面，弧面的半径与曲线槽表面弧面的半径相同。

在一个优选的技术方案中，所述的旋转电极4的加工端面设置有厚度为1mm的抛光圈，侧面涂覆绝缘保护膜。