[发明专利]用于平面射流电解铣削加工的毛刷电极及方法

说明书

本发明涉及一种用于平面射流电解铣削加工的毛刷电极及方法，属于电解加工技术领域。采用毛刷电极的射流电解铣削加工时，通过密集的柔性刷丝与工件表面的紧密接触可以有效的将电解液与已加工表面隔离开，避免了已加工表面的二次电解加工，从而消除杂散腐蚀。此外，由于工件表面在射流投影区域电流密处于极大值，工件表面在被加工后立即被柔性刷丝覆盖保护，因此工件以高电流密度加工收尾，充分发挥高电流密度对材料均匀去除的优势，消除了低电流密度对电解加工的不利影响，从而获取更好的表面加工质量。

技术领域

本发明涉及一种用于平面射流电解铣削加工的毛刷电极及方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

电解加工是利用金属材料在电解质溶液中发生阳极电化学溶解的原理，借助工具阴极将工件加工成形的一种加工技术，在钛合金、镍基高温合金等传统难切削材料的加工中具有很大的应用空间。

射流电解加工技术采用中空管电极作为电解液喷嘴，将具有一定压力的电解液通过喷嘴向金属工件表面喷射，使材料在电解液与工件界面发生电化学阳极溶解而被去除。将工具电极装夹在数控机床主轴后，可通过数控编程在工件表面完成各种复杂结构的成形加工，既继承了电解加工技术不受加工材料力学性能限制、工具电极无损耗等优点，又具备了数控加工的柔性和较高的自动化程度，从而大幅提高了加工的灵活性。

在电解加工中，电流密度直接影响材料去除效率和加工质量，是电解加工中的关键参数。在电解加工钛合金等易钝化材料时，电流密度直接影响工件表面的钝化膜破碎进程，在低电流密度区，钝化膜不能完全去除，造成材料溶解不均，破坏表面加工质量。在电解加工高温合金、不锈钢等材料时，低电流密度会导致加工表面粗糙度值增大，并伴有点蚀、杂散腐蚀等缺陷，造成表面加工质量下降。因此，消除或抑制射流电解加工中的低电流密度区可以有效改善表面加工质量。在射流电解加工中，电解液通过阴极高速流出，并在冲击工件表面后四散开形成电解液流膜。由于电解液流膜的存在，与电解液接触的工件表面均存在电流密度且并呈高斯分布。工件表面电流密度在射流投影区域出现最大值，而在远离射流投影的区域存在低电流密度区。在射流电解加工中，消除低电流密度对非加工表面的杂散腐蚀和对已加工表面的二次电解加工是当前的研究重点。因此，如果能够避免或抑制连续的电解液流膜与已加工和非加工表面的接触将会有效提高射流电解加工表面质量。

发明内容

本发明提出一种用于平面射流电解铣削加工的毛刷电极及方法，旨在约束射流电解铣削加工中工件表面的电解液区域，避免已加工表面与电解液的接触，从而抑制低电流密度对已加工表面的杂散腐蚀和二次电解加工，提高工件表面加工质量。

一种用于平面射流电解铣削加工的毛刷电极，其特征在于：包括工具阴极；上述工具阴极内部具有电解液流道，电解液流道入口位于工具阴极上表面，电解液流道出口为一排或多排窄缝且位于工具阴极下表面。其中工具阴极的上部的前侧设置安装块；安装块（的下表面设置盲孔；盲孔内通过卡簧安装直线轴承；其中工具阴极下部的前侧设置毛刷；毛刷由上向下依次由毛刷刷块和柔性刷丝组成；上述工具阴极底部前侧还设置有用于限定毛刷刷块向下的位移和固定毛刷刷块水平方向位置的限位卡槽；上述安装块与毛刷之间还设置有导向杆；所述导向杆套上弹簧后上端穿过直线轴承，下端与毛刷刷块顶端固定；上述工具阴极材质为导电金属，毛刷刷块材质为导电金属，柔性刷丝为绝缘材质。