[发明专利]一种钛合金异形型腔电解加工方法

说明书

本发明公开了一种钛合金异形型腔电解加工方法，采用阴极杆、阴极组成进给端，并将钛合金工件固定在导电的夹具底座上，在进给端外套设与夹具底座密封连接的背压筒，将电解液依次通过阴极杆的进液孔和阴极的出液孔流至钛合金工件的异形型腔加工表面，并通过机床的主轴推进连接成阴极杆和阴极向钛合金工件进给；电解液通过加工而成的异形型腔流出，并通过背压筒回流。本发明采用夹具底座固定钛合金工件，机床的主轴推进阴极，使得电解加工过程稳定高效，得到的钛合金工件质量可靠。

技术领域

本发明涉及一种电解加工技术领域，具体涉及一种钛合金异形型腔电解加工方法。

背景技术

在钛合金具有比强度高，热稳定性好，耐腐蚀性强等优点，主要用作火箭发动机外壳、航空发动机压缩机盘及叶片、各种结构锻件和紧固件等。

电解加工是利用阳极电化学溶解原理进行材料蚀除，并最终将零件加工成形的工艺技术。该技术不受工件材料力学性能、机械性能限制，零件表面加工质量高，具有无应力、无热影响区、工具阴极无损耗等优点，广泛应用于航空航天、微电子、生物医学、模具制造等工程领域，适用于高硬度高强度金属复杂型腔、型面和型孔的加工。

在航空航天领域，大量的零部件采用钛合金材料并且包含复杂异形的型腔。但是，钛合金材料可加工性较差，铣削加工时刀具磨损量较大，型腔大余量去除效率较低，且型腔表面存在机械切削残余应力，容易产生变形。同时，钛合金自钝性强，在电解加工时工件表面容易形成钝化膜而使过钝电位较高、维钝电流低，加工较为困难；加工过程中，特别是在低电流密度下容易形成点蚀而影响表面粗糙度。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种加工过程稳定高效、加工得到的钛合金工件质量可靠的钛合金异形型腔电解加工工装夹具。

本发明通过下述技术方案实现：一种钛合金异形型腔电解加工方法，采用阴极杆、阴极组成进给端，并将钛合金工件固定在导电的夹具底座上，在进给端外套设与夹具底座密封连接的背压筒，将电解液依次通过阴极杆的进液孔和阴极的出液孔流至钛合金工件的异形型腔加工表面，并通过机床的主轴推进连接成阴极杆和阴极向钛合金工件进给；电解液通过加工而成的异形型腔流出，并通过背压筒回流，具体包括以下步骤：

S1）工件装夹：将钛合金工件固定在夹具底座上；

S2）装配进给端和背压筒；将背压腔固定在夹具底座上，装配阴极和阴极杆使出液孔和进液孔连通，将阴极杆固定在主轴上，调整机床主轴的位置，使阴极杆和阴极伸入背压筒中；

S3）电路连接：机床的主轴通过铜排线连接电源负极，夹具底座通过铜排线连接电源正极；

S4）通入电解液：通过进液孔、出液孔通入电解液，使电解液充满夹具底座和背压筒形成的空腔；

S5）电解加工：启动机床，机床的主轴推动阴极贴紧钛合金工件的待加工表面，并随着电解不断进给，在钛合金工件上复制加工出和阴极形状相同的异形型腔，加工完毕，阴极退出型腔，完成电解加工。

所述阴极的横截面形状与钛合金工件上待加工的异形型腔形状相同。所述阴极靠近夹具底座的一端设置有弧形的通液槽，所述通液槽与出液孔连通。所述通液槽沿阴极的端面弧形延伸，提高了钛合金工件型腔加工过程中，阴极端面的电解液流速均匀性，配合背压腔的使用消除了钛合金工件异形型腔加工过程中电解液的流场易于出现负压、空穴、缺液等现象，保证了流场的稳定，减少了短路的发生，有利于异形型腔的加工稳定性。

所述阴极杆的一端设置有外螺纹，所述阴极杆远离外螺纹的一端的端面设置有配合槽，所述阴极与配合槽过盈配合。所述进液孔的出口设置在配合槽内与阴极的出液孔连通。所述阴极和阴极杆可拆卸连接，便于拆装阴极，也便于阴极的更换。同时所述阴极杆与主轴螺纹连接，便于拆装阴极杆，便于阴极杆的更换，便于加工不同形状的型腔时，更换不同的阴极杆和阴极，方便快捷。