[发明专利]一种电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具和方法

权利要求书

1.一种电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具，其特征是它包括中空扩孔钻（1）、工具电极（2）、绝缘套（3）、导电环（4）和导线（5）；其中，中空扩孔钻（1）的外形与常规扩孔钻相同，其中心有一阶梯圆柱孔，阶梯圆柱孔由绝缘套（3）安装孔（6）和电解液W及导线（5）的通道（7）组成，安装孔（6）为近钻头头部孔径较大的孔，通道（7）为远离钻头头部孔径较小的孔；工具电极（2）为由两个圆锥体组成的T形结构，直径较小的一端的圆锥体为锥柄（8），另一端为工具头（9），工具头（9）由锥体和圆柱体组成，工具电极（2）中部开有一圆柱孔，该圆柱孔的直径与中空扩孔钻（1）中的通道（7）的孔径相同；绝缘套（3）为一内部开有倒锥孔的圆柱筒，在圆柱筒底部中心开有一圆柱孔，该圆柱孔的直径与中空扩孔钻（1）中的通道（7）的孔径相同；导电环（4）内孔的直径与中空扩孔钻（1）中的通道（7）的孔径相同，外径与绝缘套（3）倒锥孔小端直径相同；导线（5）与导电环（4）相连接，将导线（5）穿过绝缘套（3）底部圆柱孔，然后将导电环（4）采用胶结方法安装在绝缘套（3）的底部，绝缘套（3）装入中空扩孔钻（1）的安装孔（6）内，导线（5）通过中空扩孔钻（1）中心的通道（7）一直延伸至中空扩孔钻（1）体外，以便与电源相接；工具电极（2）的锥柄（8）安装在绝缘套（3）的倒锥孔中。

2.根据权利要求1所述的电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具，其特征是所述的中空扩孔钻（1）的外径D₁为所加工孔的直径尺寸，其内电解液及导线（5）的通道（7）的直径d₁为1/8D₁，绝缘套（3）的安装孔（6）的直径d₂为3/8D₁，安装孔（6）的深度H为1/4D₁。

3.根据权利要求2所述的电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具，其特征是所述的工具电极（2）材料为耐盐腐蚀的刚性导电材料，其锥柄（8）上端外径D₂为1/5D₁，D₁为中空扩孔钻（1）的外径；工具头（9）的圆柱体的外径D₃为2/3D₁、高度L_G为1/6D₁，工具电极（2）的总长度L等于2/3D₁，锥柄（8）的高度L_B为4/9D₁，锥柄（8）的锥角为30度。

4.根据权利要求3所述的电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具，其特征是所述的耐盐腐蚀的刚性导电材料为石墨或紫铜。

5.根据权利要求1所述的电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的工具，其特征是所述的绝缘套（3）的材料为塑料，其外圆柱尺寸大于中空扩孔钻（1）的绝缘套（3）的安装孔（6），形成过盈配合，其内部倒锥孔小端直径及锥角与工具电极（2）的锥柄（8）相同。

6.一种利用权利要求1所述的工具进行电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的方法，其特征是将工件和工具电极分别和直流电源正负极连接，工件和工具电极间保持0.1~1mm的间隙；电解液W从加工间隙中不断高速流过，以保证带走工件阳极溶解产物和电解电流通过电解液W时所产生的热量；随着工具电极前端不断向工件进给，工件按工具电极前端的型面溶解，在工件上形成一个有利于后续扩孔加工定位和导向的电解穿孔，当电解穿孔的深度达到中空扩孔钻扩孔的位置时，中空扩孔钻进行扩孔加工；此时，电解液W同时扮演切削液的作用；随着工具电极不断地进给，电解穿孔与机械扩孔同步进行，从而实现细长孔的加工。

7.根据权利要求6所述的电解穿孔与扩孔复合加工细长孔的方法，其特征是所述的电解液W为电解质盐溶液或电解质盐溶液与切削液的混合溶液。