[发明专利]导电磨头及超声振动辅助电解磨削复杂型腔成型装置

说明书

本公开提供了一种导电磨头及超声振动辅助电解磨削复杂型腔成型装置，本公开将导电磨头设计为上管下锥状，同时在管中和锥头下方的相应位置开有孔径大小相等的通孔，使加工区域流场均匀分布；通过对加工装置辅助超声振动，以及合理调整超声波电主轴的转速和进给速度，合理控制电解液的流速与流量，能够实现深孔、型腔和内部通道的高效率精密加工。

技术领域

本公开涉及一种导电磨头及超声振动辅助电解磨削复杂型腔成型装置。

背景技术

随着现代化进程的不断推进，高科技产品层出不穷，带有小孔的零件也越来越多。深小孔结构广泛应用于航空航天、精密仪器等领域的核心零部件上，如液压元件叶片冷却空，金属拉丝模等零件均需要进件的阻尼孔、发动机喷油嘴针阀均需要深小孔的加工。这些孔的精度和质量要求也越来越高，这无疑给加工技术带来巨大挑战。

电解磨削是在结合电解作用和机械磨削作用的一种复合加工方法，它比电解加工有更高的精度和表面质量，比机械磨削有更高的效率和稳定性，且砂轮磨损量小，适用于磨削各种高强度、高硬度、热敏性、脆性等难磨削的导电金属材料。由于工具电极与工件间会产生电解液湍流现象而导致间隙流畅不稳定，影响内部通道的加工表面精度和质量。为了提高加工表面精度，须合理调整超声波电主轴的转速和进给速度，合理控制电解液的流速与流量，来提高小孔加工过程的稳定性。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种导电磨头及超声振动辅助电解磨削复杂型腔成型装置，本公开将导电磨头设计为上管下锥状，同时在管中和锥头下方的相应位置开有孔径大小相等的通孔，使加工区域流场均匀分布；通过对加工装置辅助超声振动，以及合理调整超声波电主轴的转速和进给速度，合理控制电解液的流速与流量，能够实现深孔、型腔和内部通道的高效率精密加工。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种导电磨头，包括相互连接的管状圆柱磨和半球状磨头，所述管状圆柱磨为中空结构，内部设置有电解液通道，管状圆柱磨的下端的侧壁设置有沿电解液通道圆周均匀分布的多个第一支路，所述第一支路的一端均与电解液通道连通，另一端贯穿管状圆柱磨的侧壁；所述第一支路具有从中心到侧壁下降的倾斜角度，且与电解液通道的夹角为A；

所述半球状磨头底部开有多个第二支路，所述第二支路围绕半球状磨头的轴心圆周均匀分布，且所述第二支路的一端与电解液通道的末端连通，另一端贯穿半球状磨头的外壁，所述第一支路具有从中心到外壁下降的倾斜角度，且与电解液通道的夹角为B，夹角A大于夹角B。

所述半球状磨头内置有压力感应片，所述压力感应片可受控于控制器，实时感知管状圆柱内磨对型腔侧壁的压力，以此来控制伺服阀，进而控制电解液的流速。

作为进一步的限定，各个第一支路的首端位于同一水平面上，各个第一支路的末端位于同一水平面上；

各个第二支路的首端位于同一水平面上，各个第二支路的末端位于同一水平面上。

作为进一步的限定，各个第一支路的结构和尺寸相同，各个第二支路的结构和尺寸相同。

作为进一步的限定，夹角A为45°，角度B为30°。

作为进一步的限定，各个第一支路和各个第二支路的内壁上设置有耐腐蚀绝缘涂层。

一种超声振动辅助电解磨削复杂型腔成型装置，包括三维移动机构、运动控制机构、电流信号采集机构、电解液循环机构、超声振动装置、控制器和加工电主轴，所述加工电主轴上设置有上述的导电磨头，其中：