[发明专利]一种环型薄壁零件电解加工阴极及其设计方法

说明书

本发明公开一种环型薄壁零件电解加工阴极及其设计方法，通过对环形薄壁零件不同特征区域划分，形成“块状”的阴极结构，阴极结构包括：分流水箱、阴极主体、绝缘电极框、上绝缘板、下绝缘板、左金属板和右金属板。结合零件材料属性及尺寸特征，运用仿真技术实现合理的阴极结构的内部和外部流场结构设计和绝缘设计，保证环型薄壁零件更稳定和高效的加工。

技术领域

本发明属于电解加工阴极技术领域，涉及一种环型薄壁零件电解加工阴极及其设计方法。

背景技术

在环型薄壁类零件的加工中，传统的电解加工方式用以取代机械加中的粗铣外型面步骤，属于中间粗加工工序，其加工阴极的主要特点如下：

(1)将零件采用分度加工，阴极采用分块式总体结构；

(2)加工阴极的供液方式为正向供液，阴极加工面设有窄缝，用来加工时喷射电解液，其出水方式、出水口尺寸形状、位置等均借鉴国外资料进行设计，并通过试验结果进行修正；

(3)阴极绝缘防腐设计是通过手工方式对上下非加工区域粘贴环氧树脂和玻璃丝布进行绝缘，用以防止加工过程中杂散腐蚀的发生。

上述传统电解加工阴极结构从设计上缺乏足够的结构合理性验证，更多是根据经验和实际加工效果来反复修正，无法保证电解液分布的均匀性，也带来实验周期和成本的浪费；传统电解阴极通过手工涂敷粘贴绝缘材料的方式因其厚度和覆盖性的不一致，往往会在实际加工过程中，产生绝缘材料的剥脱和甚至干涉等现象，影响加工过程的稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种环型薄壁零件电解加工阴极及其设计方法，对阴极的内部、外部电解液供给结构进行改进，以保证阴极加工表面出水的均匀性；优化阴极的绝缘和密封结构，保证阴极在实际生产过程中的稳定可靠性以及可快速修复性。

本发明提供一种环型薄壁零件电解加工阴极，包括多个阴极结构，每个阴极结构对应一个加工区域，每个阴极结构都包括：分流水箱、阴极主体、绝缘电极框、上绝缘板、下绝缘板、左金属板和右金属板，所述阴极主体的后端与分流水箱连接，阴极主体的后端设有凸台，所述绝缘电极框套设在凸台外部，所述上绝缘板、下绝缘板、左金属板和右金属板分别对应固定在阴极主体的前端的上、下、左和右侧；所述分流水箱上设有多个进水通道和多个出水通道，进水通道沿竖直方向贯穿分流水箱，进水通道连接电解液管路，出水通道沿水平方向布置，出水通道一端连通进水通道，另一端贯穿所述分流水箱与阴极主体接触的阴极连接面；阴极主体上设有与出水通道对接的进水孔，所述阴极主体的型面上设有多条出液缝，进水孔的另一端连通阴极主体的型面上的出液缝。

在本发明的环型薄壁零件电解加工阴极中，多条出液缝沿水平方向设置，多条出液缝相互平行且均匀分布；出液缝的宽度为0.2mm-0.8mm，进水孔的直径大于出液缝的宽度。

在本发明的环型薄壁零件电解加工阴极中，布置在同一列上的出水通道连通同一条进水通道，布置在同一行上的出水通道连通同一条出液缝；进水通道的直径等于电解液管路的直径。

在本发明的环型薄壁零件电解加工阴极中，所述分流水箱的阴极连接面上设有多个密封圈安装槽，同一列上的出水通道的出口端位于同一个密封圈安装槽内，密封圈安装槽中安装密封圈。

在本发明的环型薄壁零件电解加工阴极中，所述分流水箱的阴极连接面保证高于0.02mm的平面度。

本发明还提供一种环型薄壁零件电解加工阴极的设计方法，包括：

步骤1：根据环型薄壁零件的特征分布和具体尺寸，对零件设计模型进行加工区域分度划分，确定每个加工区域对应的阴极主体的加工部位和工位角度；

步骤2：利用电解加工平衡间隙公式，计算阴极主体的主要加工面和侧面的平衡间隙，用来确定阴极主体的轮廓线和对应弧度角；