[发明专利]基于速度控制的电化学加工外圆面台阶成型方法

说明书

一种基于速度控制的电化学加工外圆面台阶成型方法，待加工成台阶状的工件包括两个区域，分别为需要加工成较细外圆的台阶下区域以及需要加工成较粗外圆的台阶上区域，该方法对台阶上区域进行绝缘处理，然后控制移动阴极在工件上方多次来回移动加工；直至去除量达到阀值后进给加工，提高加工效率。若遇到台阶区域需要将移动阴极抬起，则可通过改变移动阴极的移动速度保证加工效率不变。本方法能够实现垂直台阶的形成，并能够通过移动阴极的进给提高加工效率。

技术领域

本发明涉及电化学加工技术，尤其涉及一种适用于细长轴、细长管类零件外圆面台阶成型的移动阴极电化学加工方法。

背景技术

细长轴、细长管类零件是机械加工当中的一类难加工零件，主要是因为细长零件抗变形能力较差，在一些精度要求较高的场合，传统切削加工难以实现稳定加工。电化学加工独特的材料去除机理决定了其不产生加工应力，有利于保证加工精度。将电化学加工应用于细长轴加工具有优势。采用移动式阴极加工，可以实现小宽度阴极加工大长度零件。但是，对于带台阶的细长轴、细长管类零件，采用移动阴极时形成和准确控制台阶形状是一项难题。原因在于，移动阴极电化学加工细长轴、细长管类零件时，零件上任意一点的去除量，取决于该点所接受的加工时间和加工电流，对于台阶部位，若要保证成型精度，应当使移动阴极以同样的加工条件扫描过所有加工区域，但由于阴极具有一定的宽度，当阴极到达台阶部位时，会产生加工质量的问题。如附图2所示，在现有技术中，移动阴极1从台阶下区域A移动到即将到达台阶上区域C时采用停止运行的方式，以防止对于台阶上区域C进行加工。但这种方法导致的后果是，从台阶下区域A上靠近台阶上区域C划分出来的一个长度为移动阴极1长度的台阶区域B上不同点受到加工的时间不同，即越靠近台阶上区域C的点受到加工的时间越短，最终在台阶区域B形成一个锥形而非一个垂直的台阶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于速度控制的电化学加工外圆面台阶成型方法，能够加工形成垂直台阶。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于速度控制的电化学加工外圆面台阶成型方法，待加工成台阶状的工件包括两个区域，分别为需要加工成较细外圆的台阶下区域以及需要加工成较粗外圆的台阶上区域，该方法包括如下步骤：

S1：在所述台阶上区域表面包裹一层绝缘材料；

S2：采用与所述工件的轴向长度比为0.001～0.5的移动阴极沿所述工件的轴线方向对所述工件进行多次往返移动加工，其中，所述移动阴极在单次移动加工的过程中，其移动速度以及其与所述工件中心轴的距离保持不变；

S3：当所述台阶下区域的去除厚度达到预先设定的阀值K时，控制所述移动阴极靠近所述工件并重复S2过程；若所述移动阴极与所述工件中心轴的距离小于所述台阶上区域的外径，则针对所述移动阴极从所述台阶下区域向所述台阶上区域方向移动的单向移动过程如下：

当所述移动阴极即将触碰到所述台阶上区域时，控制所述移动阴极远离所述台阶下区域，使得所述移动阴极能够但还未开始跨过所述台阶上区域，并在此时立即减慢所述移动阴极的移动速度，减慢后的移动速度由下式决定：

V₁＝V₀·Δ₀/Δ₁；

其中，V₀为所述移动阴极减速前的速度，V₁为所述移动阴极减速后的速度；Δ₀为所述移动阴极远离所述台阶下区域前，所述移动阴极与所述工件外表面的间距；Δ₁为所述移动阴极远离所述台阶下区域后，所述移动阴极与所述工件外表面的间距；

针对所述移动阴极从所述台阶上区域向所述台阶下区域方向移动的单向移动过程，正好是所述移动阴极从所述台阶下区域移动到所述台阶上区域的单向移动过程的逆过程。

优选情况下，阀值K为2mm。