[发明专利]夹层式阴极装置、阴极群孔电解加工工装夹具及工艺方法

说明书

本发明涉及一种夹层式阴极装置、阴极群孔电解加工工装夹具及工艺方法，该夹层式阴极装置安装及互换较为方便，可以通过改变阴极定位板和阴极压板上群孔的排列方式，来加工不同排列方式的群孔结构件，缩短工具阴极制作周期，且重复精度好；使用具有所述夹层式阴极装置的阴极群孔电解加工工装夹具进行阴极群孔电解加工时，工具阴极竖直向下进给，一次性加工出所需排列方式的群孔。采用本发明能够大大提高不同排列方式群孔结构件电解加工效率，降低加工成本，有效提高电解加工过程稳定性，减少杂散腐蚀。

技术领域

本发明属于电解加工技术领域，并涉及一种夹层式阴极装置、阴极群孔电解加工工装夹具及工艺方法。

背景技术

随着现代化进程的不断推进，大量带有群孔结构的零件应用在模具工业、汽车工业和航空工业中，如挤压模具、化纤喷丝板、多孔喷油嘴和涡轮气膜冷却孔等。这些零件不仅对阵列群孔尺寸精度和要求越来越高，同时还采用钛合金、高温合金以及复合材料等难加工材料，其加工已成为机械制造行业的一个难点。

目前，此类零件加工方法主要有机械加工、电火花加工、激光加工以及电解加工等方法。其中，机械加工方法存在刀具易折断，存在残余应力，加工成本高等问题；电火花加工和激光加工方法虽然没有宏观切削力，但加工后工件表面均会产生再铸层，影响零件使用寿命。

电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法，因加工范围广、加工效率高、表面质量好、工具阴极无损耗、无机械切削力等特点,在阵列群孔结构零件加工中具有良好的应用前景。

电解加工群孔结构件时，多采用群电极式工具阴极一次性完成群孔加工，一方面此类工具阴极成本较高，且只能用于加工一种特定排列形式的群孔，若要加工另一排列形式的群孔，则需重新加工新的工具阴极；另一方面由于电解加工过程中工具阴极切入阶段和穿透阶段存在流场突变，极易发生短路而损坏群电极中的一两个电极，导致整套工具阴极无法继续使用。群孔结构件电解加工工具阴极和工装夹具的设计、制造及修正困难，周期较长，加工过程稳定性难以控制，且存在杂散腐蚀等问题，限制了群孔结构件电解加工的广泛应用。

发明内容

发明目的：针对现有的技术存在的上述问题，本发明提供一种夹层式阴极装置、阴极群孔电解加工工装夹具及工艺方法，以有效提高群孔结构件加工效率，降低加工成本，有效提高电解加工过程稳定性，减少杂散腐蚀。

技术方案：本发明的夹层式阴极装置包括接主轴杆、阴极定位板、阴极压板和工具阴极；阴极定位板上表面的一部分与接主轴杆下端紧固接触，下表面的一部分与阴极压板紧固接触；所述工具阴极包括头部、中间部和尾部；所述阴极定位板上设有与工具阴极头部配合的定位孔；所述阴极压板上设有与工具阴极中间部配合的压孔；所述工具阴极由阴极压板与阴极定位板夹紧，且尾部超出所述阴极压板。

进一步地，工具阴极的头部和尾部为直径一致的圆柱体，中间部包括两段，靠近尾部的一段为直径与尾部一致的圆柱体，靠近头部的一段为圆锥结构且横截面沿往头部延伸的方向为直径逐渐增大的圆形。

进一步地，接主轴杆侧面有进液口且具有与所述进液口连通的中央空心部；中央空心部的下端与所述阴极定位板的上表面连通；所述工具阴极中间留有通液槽，所述通液槽侧壁附有绝缘层。

进一步地，所述阴极定位板与阴极压板利用精密数控铣床加工，定位孔位置精度在0.01mm以内，阴极定位板与阴极压板的配合面平面度不超过0.01mm；所述工具阴极外形由精密数控铣床加工，与阴极定位板配合面平面度不超过0.01mm，加工刃与电极底面垂直度不超过0.01mm；工具阴极通液槽利用精密电火花穿孔机加工，通液槽与电极底面垂直度不超过0.01mm。