[发明专利]一种超声振动辅助电解矩阵斜方孔加工系统及方法

说明书

本公开提供了一种超声振动辅助电解矩阵斜方孔加工系统及方法，包括三维运动机构、控制装置、转接装置、工作台、超声波振动装置和中空电主轴，三维运动机构能够带动中空电主轴相对于工作台进行三维运动；超声波振动装置能够在中空电主轴内孔供给电解液的过程中向其施加超声波空化作用；中空电主轴和电极组件之间设有转接装置，转接装置包括多个围绕中空电主轴公转且能够实现自转的齿轮轴和动密封圈，所述动密封圈实现连接齿轮轴的端部和管电极，所述管电极及导电环均受转接装置和脉冲电源协同驱动；工作台用于承载待加工元件，且角度可变；通过调节电解磨削电流、超声振动频率、振幅、中空电主轴转速和工作台的角度，实现斜方孔的精密加工。

技术领域

本公开属于深孔、型腔和电解磨削加工技术领域，具体涉及一种超声振动辅助电解矩阵斜方孔加工系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着制造业的不断发展，特别是航空航天制造业的不断发展，高强度、耐高温、耐磨等难加工材料的广泛应用，加工各种机械结构件上小孔或深小群孔的要求正在迅猛地提高。对于斜小孔或深小群孔加工，不仅有愈发微型化的要求，对孔的表面质量以及精度也在不断提高。目前，加工斜小孔的常用方法主要是钻削加工、电火花穿孔、激光加工、电解加工等等。机械钻削加工是比较有效的加工方法，但容易发生排屑堵塞现象，刀具损耗大，加工精度差。电火花穿孔是加工大深径比深小孔的主要加工方法，但加工过程中容易产生不规则振动，排屑及导向困难，稳定性差。激光加工也可以加工出极微细和深径比大的孔，但成本太高。

电解加工无电极损耗，加工效率高，据发明人了解，现有的电解加工多是利用电极夹块夹持系列电极，将夹块安装在模块框架上，由固紧装置调节电极夹持力。但对于更加复杂的阵列群孔，无法设计有效简单的电极夹块，而且杂散腐蚀严重。这些群孔由于阵列分布的不同以及数量巨大，对加工的通用性和效率提出了更高的要求。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种超声振动辅助电解矩阵斜方孔加工系统及方法，本公开实现一次性加工出具有光整表面的若干斜小孔和深小群孔，极大地提高群孔加工的加工效率。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种超声振动辅助电解矩阵斜方孔加工系统，包括三维运动机构、控制装置、转接装置、工作台、超声波振动装置和中空电主轴，其中：

所述三维运动机构能够带动中空电主轴相对于工作台进行x、y或z方向的运动；

所述超声波振动装置能够在中空电主轴内孔供给电解液的过程中向其施加超声波空化作用；

所述中空电主轴和电极组件之间设有转接装置，所述转接装置包括多个围绕中空电主轴公转且能够实现自转的齿轮轴和动密封圈，所述动密封圈实现连接齿轮轴的端部和管电极，所述管电极及导电环均受转接装置和脉冲电源协同驱动；

所述工作台包括底板、倾斜板和升降机构，所述升降机构设置于底板和倾斜板之间，能够改变所述倾斜板与底板的相对角度，所述倾斜板用于承载待加工元件；

所述控制装置通过调节电解磨削电流、超声振动频率、振幅、中空电主轴转速和工作台的角度，实现斜方孔的精密加工。

本公开利用工作台，可以精准地控制斜孔角度，并利用转接装置，实现电极组件的自转，从而实现一次性加工出具有光整表面的若干斜小孔和/或深小群孔，极大地提高群孔加工的加工效率。

作为可选择的实施方式，加工系统还包括电压检测控制装置，所述电压检测控制装置与所述电极组件连接。用于实时检测加工电压大小并防止突变电流产生。

作为可选择的实施方式，加工系统还包括电解液循环装置，所述电解液循环装置包括电解槽和循环驱动机构，电解槽和中空电主轴的进液孔连通，用于储存和及时更新电解液。