群電極電解加工陣列孔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密電解加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種群電極電解加工陣列孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]群孔結(jié)構(gòu)普遍存在于航空發(fā)動機、汽車和機電系統(tǒng)零部件中，常見的如航空發(fā)動機上的發(fā)動機安裝邊、燃燒室、火焰筒、渦輪葉片和進氣道格柵等。除發(fā)動機外，機頭擋板、機身環(huán)形件等零件也含有群孔結(jié)構(gòu)。據(jù)粗略統(tǒng)計，某種先進航空發(fā)動機，各種微小孔總計已達數(shù)十萬之多，其材料往往是機械加工十分困難的高溫合金或鈦合金。同時航空發(fā)動機零部件上的微小孔，不僅數(shù)量越來越多，其孔徑也越來越廣泛，且對這些孔的精度和質(zhì)量要求也越來越高，這無疑給制造加工技術(shù)帶來巨大挑戰(zhàn)。這些群孔的加工是當(dāng)今航空發(fā)動機制造技術(shù)的一個關(guān)鍵。
[0003]電解加工方法所加工孔表面無重熔變質(zhì)層，加工后表面粗糙度值低，且工具電極無損耗等優(yōu)點。因此在微機電系統(tǒng)、汽車、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域的金屬材料孔加工中得到廣泛應(yīng)用，是高表面質(zhì)量零部件群孔的最佳方法之一。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，群電極電解加工陣列孔的方法，一般是，從群電極和金屬工件的側(cè)面向金屬工件表面噴射電解液，群電極直接向下面的金屬工件做進給運動，在金屬工件表面形成陣列孔。在加工陣列孔過程中，排出的電解產(chǎn)物溶解在電解液里類似絮狀，但是，由于群電極的陣列比較密集，電解液的噴射從側(cè)面進行，中間區(qū)域的電解產(chǎn)物很難通過電解液的噴射排出工件表面電解加工區(qū)域。因此，現(xiàn)有技術(shù)的群電極加工的排肩困難問題，加工精度問題等同樣使其應(yīng)用受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的發(fā)明目的是:有效解決群電極電解加工過程中的加工產(chǎn)物難以排除及電解液更新困難的問題。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供了一種群電極電解加工陣列孔的方法，該方法包括:
[0008]在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔；
[0009]將群電極的陣列與金屬工件表面的預(yù)制群孔進行對準固定；
[0010]從金屬工件的底部向上提供高壓電解液，通過群電極向下面的金屬工件做進給運動，在金屬工具表面的預(yù)制群孔位置形成與群電極的陣列截面相同的陣列孔。
[0011]優(yōu)選地，通過激光加工或者電火花加工的方式，在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔。
[0012]所述從金屬工件的底部向上提供高壓電解液的方法包括:
[0013]在金屬工件的下方設(shè)置一溶液槽，該溶液槽與金屬工件形成封閉空間；
[0014]通過向封閉空間內(nèi)提供高壓電解液，使得高壓電解液從金屬工件的底部透過預(yù)制群孔向上噴射。
[0015]其中，群電極向下面的金屬工件做進給運動時，群電極接電源正極，金屬工件接電源負極。
[0016]所述群電極的陣列側(cè)壁絕緣，截面導(dǎo)電。
[0017]由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明首先在金屬工件表面形成能夠提供供液通道的預(yù)制群孔，在加工陣列孔過程中，從金屬工件底部向上提供電解液，電解液從預(yù)制群孔底部向上噴射，正對群電極底截面，加工出的電解產(chǎn)物能夠很快隨著從底部噴射的電解液被沖洗干凈，從而有效解決群電極電解加工過程中的加工產(chǎn)物難以排除及電解液更新困難的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提出的一種群電極電解加工陣列孔的方法流程示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明形成有預(yù)制群孔的金屬工件的示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明實施例采用方形截面陣列群電極電解加工陣列孔的示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明實施例采用方形截面陣列群電極電解加工形成方形截面陣列孔的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0023]本發(fā)明提出一種群電極電解加工陣列孔的方法，其流程示意圖如圖1所示，該方法包括:
[0024]步驟11、在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔。
[0025]其中，通過激光加工或者電火花加工的方式，在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔。
[0026]步驟12、將群電極的陣列與金屬工件表面的預(yù)制群孔進行對準固定；
[0027]步驟13、從金屬工件的底部向上提供高壓電解液，通過群電極向下面的金屬工件做進給運動，在金屬工具表面的預(yù)制群孔位置形成與群電極的陣列截面相同的陣列孔。
[0028]群電極向下面的金屬工件做進給運動時，群電極接電源正極，金屬工件接電源負極。群電極的陣列側(cè)壁絕緣，截面導(dǎo)電。
[0029]其中，從金屬工件的底部向上提供高壓電解液的方法包括:
[0030]S1、在金屬工件的下方設(shè)置一溶液槽，該溶液槽與金屬工件形成封閉空間；
[0031]S2、通過向封閉空間內(nèi)提供高壓電解液，使得高壓電解液從金屬工件的底部透過預(yù)制群孔向上噴射。
[0032]圖2為本發(fā)明形成有預(yù)制群孔的金屬工件的示意圖。在金屬工件201上每個預(yù)制群孔202的位置都與群電極的陣列位置相對應(yīng)。具體可以通過激光加工的方式，形成預(yù)制群孔；或者可以通過電火花加工的方式，例如采用高速電火花小孔機，形成預(yù)制群孔。在實際應(yīng)用中，還可以有其他方式形成預(yù)制群孔。本發(fā)明形成預(yù)制群孔的目的是為了提供一個電解液噴射的通道，所以只需要在金屬工件上加工出群小孔即可，不對每個小孔的尺寸和形狀有要求。這樣，后續(xù)加工陣列孔時，從金屬工件的底部向上提供高壓電解液，高壓電解液從預(yù)制群孔底部向上噴射，從而為陣列孔加工持續(xù)不斷地更新電解液。
[0033]圖3為本發(fā)明實施例采用方形截面陣列群電極電解加工陣列孔的示意圖。在金屬工件302的下方設(shè)置一溶液槽303。該溶液槽303與金屬工件302形成封閉空間。通過向封閉空間內(nèi)提供高壓電解液，使得高壓電解液從金屬工件的底部透過金屬工件的預(yù)制群孔向上噴射。從圖3可以看出，群電極301的陣列與金屬工件302表面的預(yù)制群孔是一一對準固定的，群電極301接負極，金屬工件302接正極，加工過程中，群電極301沿Z軸向下做進給運動，通過群電極陣列對應(yīng)擴大每個群孔的大小，最終形成與群電極陣列截面形狀相同的陣列孔。同時，不斷更新的電解液從金屬工件底部向上噴射，正對群電極底截面，加工出的電解產(chǎn)物能夠很快隨著從底部噴射的電解液被沖洗干凈，從而提高群電極電解加工的穩(wěn)定性，減少加工過程中的短路燒傷，從而提高電解加工工件表面質(zhì)量和成型精度。含有加工產(chǎn)物的電解液經(jīng)過過濾系統(tǒng)過濾后，再循環(huán)使用。
[0034]圖4為本發(fā)明實施例采用方形截面陣列群電極電解加工形成方形截面陣列孔的示意圖。在具體應(yīng)用中，陣列孔的形狀根據(jù)要求而定，不同形狀的陣列孔選擇采用不同截面的陣列群電極。本實施例中在金屬工件401表面形成的是方形截面陣列孔402。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:
[0036]1.現(xiàn)有技術(shù)中電解液的噴射從側(cè)面進行，中間區(qū)域的電解產(chǎn)物很難通過電解液的噴射排出工件表面電解加工區(qū)域，而本發(fā)明從金屬工件底部向上提供電解液，電解液從預(yù)制群孔底部向上噴射，正對群電極底截面，加工出的電解產(chǎn)物能夠很快隨著從底部噴射的電解液被沖洗干凈，從而有效解決群電極電解加工過程中的加工產(chǎn)物難以排除及電解液更新困難的問題。
[0037]2.先在金屬工件表面形成預(yù)制群孔，再通過群電極電極加工形成陣列孔，提高群電極電解加工的穩(wěn)定性，減少加工過程中的短路燒傷，從而提高電解加工工件表面質(zhì)量和成型精度。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種群電極電解加工陣列孔的方法，該方法包括: 在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔； 將群電極的陣列與金屬工件表面的預(yù)制群孔進行對準固定； 從金屬工件的底部向上提供高壓電解液，通過群電極向下面的金屬工件做進給運動，在金屬工具表面的預(yù)制群孔位置形成與群電極的陣列截面相同的陣列孔。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過激光加工或者電火花加工的方式，在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述從金屬工件的底部向上提供高壓電解液的方法包括: 在金屬工件的下方設(shè)置一溶液槽，該溶液槽與金屬工件形成封閉空間； 通過向封閉空間內(nèi)提供高壓電解液，使得高壓電解液從金屬工件的底部透過預(yù)制群孔向上噴射。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，群電極向下面的金屬工件做進給運動時，群電極接電源正極，金屬工件接電源負極。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述群電極的陣列側(cè)壁絕緣，截面導(dǎo)電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種群電極電解加工陣列孔的方法，該方法包括：在金屬工件表面與群電極的陣列相對應(yīng)的位置形成用作供液通道的預(yù)制群孔；將群電極的陣列與金屬工件表面的預(yù)制群孔進行對準固定；從金屬工件的底部向上提供高壓電解液，通過群電極向下面的金屬工件做進給運動，在金屬工具表面的預(yù)制群孔位置形成與群電極的陣列截面相同的陣列孔。采用本發(fā)明能夠有效解決群電極電解加工過程中的加工產(chǎn)物難以排除及電解液更新困難的問題。
【IPC分類】B23H9/16, B23H3/00
【公開號】CN105014169
【申請?zhí)枴緾N201510496384
【發(fā)明人】韓福柱, 陳偉
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月13日