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CN110640245A - 一种电解-拉削复合加工工具电极 - Google Patents

一种电解-拉削复合加工工具电极 Download PDF

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CN110640245A CN201910937454.4A CN201910937454A CN110640245A CN 110640245 A CN110640245 A CN 110640245A CN 201910937454 A CN201910937454 A CN 201910937454A CN 110640245 A CN110640245 A CN 110640245A
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Abstract

一种电解‑拉削复合加工工具电极，属于特种加工技术领域，本发明结构新颖，通过增加绝缘隔板、绝缘垫、绝缘套及在刀体内部电解液流道壁实施绝缘，实现拉刀片和多孔金属电极绝缘，保障电化学加工过程和机械拉削加工过程互不干涉；采用多孔金属材料作为电化学加工电极材料，既避免了外喷液时，当刀具切入工件时，电化学加工过程供液不足问题，又避免了内喷液时工件表面材料腐蚀不均的难题；本发明中拉刀片和多孔材料电极设计为分体拆装式，加工不同轮廓形状零件时，可快速更换拉刀片及多孔材料电极，达到了适用性好、综合成本低的优势。

Description

一种电解-拉削复合加工工具电极
技术领域
本发明属于特种加工技术领域，涉及一种工具电极，特别是涉及一种电解-拉削复合加工工具电极。
背景技术
拉刀是拉削加工的专用刀具，是一种具有多排刀齿的刀具，其加工原理是利用各个刀齿不同的齿升量依次去除材料，依据加工对象不同可以分为圆拉刀、键槽拉刀、渐开线拉刀等。拉削加工通常是在低速重载的工况下进行，拉刀后刀面与工件加工表面的挤压摩擦剧烈、拉削负载巨大，极易出现挤亮点、环形波纹、划伤等加工缺陷。此外，受加工面轮廓特征的影响，拉削加工过程中还会发生多齿断续接触及其他非线性特征现象，这不仅加剧了刀齿的磨损，甚至可能发生崩裂现象。目前，针对于拉削加工过程中刀具磨损的问题，相关学者和技术人员已开展了广泛的理论研究和试验探索。分别尝试改变润滑方式、优化拉刀结构设计、匹配材料关系等多种方法来缓解拉刀刀齿的磨损，取得了一定成效，但仍无法从根本上解决拉刀刀齿的磨损问题。
电解加工是一种基于阳极工件电化学溶解原理实现零件加工成形的先进制造方法。在电解加工过程阳极工件和阴极工具之间通常保留一定的间隙，相较于传统机械加工方法，电解加工具有无工具损耗、加工表面无应力、无变质层等技术优势。因此，将电解加工技术与拉削加工技术相结合可以从原理上根本解决拉削加工功率大、刀具磨损严重的技术难题。
然而，拉削加工属于传统机械加工工艺，加工过程中工具和工件始终处于接触状态，而电解加工过程中工具和工件是非接触的，二者复合并行极易引发短路，烧伤拉刀和工件。因此，研发一种新型的工具电极对实现电解-拉削复合加工方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于电解-拉削复合加工过程的工具电极，可实现电化学加工和拉削加工的复合作用，并保障整个复合加工过程平稳可靠。
本发明的技术方案是：一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述工具电极由绝缘隔板、多孔金属板、拉刀片、电解液进水口、刀体、多孔金属板引电接线柱、多孔金属板安装槽、引电接线柱安装槽、多孔金属板内流道、多孔金属板安装端、导电销孔、刀体电解液流道绝缘层、绝缘套、导电销、绝缘垫和刀体电解液主流道连接构成；所述拉刀片用来实现机械拉削作用；所述多孔金属板用来实现电化学腐蚀作用；所述多孔金属板通过多孔金属板安装槽与刀体相连，并通过从刀体侧面插入导电销嵌入多孔金属板侧壁的导电销孔予以固定；所述绝缘隔板重复间隔在拉刀片和多孔金属板之间，防止串电引发短路；
所述刀体端面有电解液进液口，通过刀体电解液主流道将电解液分送给工具电极中若干个多孔金属内流道，再由多孔金属板的基体孔隙将电解液传输到加工间隙内；
工具电极使用过程中，通过多孔金属引电接线柱给多孔金属板引电，通过电解液进水口向多孔金属板输送电解液，满足多孔金属板对工件实施电解加工的需求；所述拉刀片有刃口，满足拉削切削加工的需求；加工过程，机床驱动系统驱动工具电极作线性运动，多孔金属板和拉刀片交替对工件表面实施加工作用，达到电解加工和机械拉削切削复合加工的作用。
所述多孔金属板能够顺利让电解液流过，以完成向加工间隙输送电解液的任务。
所述多孔金属引电接线柱由绝缘套和导电销构成，绝缘套包裹在导电销外面防止刀体被引电。
所述拉刀片的刃口尺寸可参照常规拉刀刃口结构设计。所述拉刀片与所述刀体可设计为分体结构，当某一刀片损伤时可及时更换单个刀片，降低工具电极的综合制造成本。
所述绝缘隔板、多孔金属板、拉刀片的主体部分轮廓相同，且绝缘隔板和多孔金属板比拉刀片的主体部分的轮廓尺寸小0.1-2mm。
所述刀体内部电解主液流道的内壁设有绝缘层。
所述电解液进水口由不导电材料制成。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种电解-拉削复合加工工具电极，工具电极由绝缘隔板、多孔金属板、拉刀刃、电解液进水口、刀体、多孔金属引电接线柱、多孔金属板安装槽、引电接线柱安装槽、多孔金属板内流道、多孔金属板安装端、导电销孔、刀体电解液流道绝缘层、绝缘套、导电销和绝缘垫连接构成，工具电极结构新颖；通过增加绝缘隔板、绝缘垫、绝缘套及在刀体内部电解液流道壁实施绝缘，实现多孔金属电极与拉刀片和刀体绝缘，保障电化学加工过程和机械拉削加工过程互不干涉；采用多孔金属材料作为电化学加工电极材料，既避免了外喷液时，当刀具切入工件时，电化学加工过程供液不足问题，又避免了内喷液时工件表面材料腐蚀的难题；本发明工具电极的拉刀刃和多孔材料电极设计为分体拆装式，加工不同轮廓形状零件时，可快速更换拉刀片及多孔材料电极，达到了适用性好、综合成本低的优势。
附图说明
图1 为本发明工具电极示意图。
图2 为本发明中刀体和刀片组合结构示意图。
图3 为本发明中多孔金属电极结构示意图。
图4 为本发明电极装配结构示意图。
图5 为本发明多孔金属引电接线柱局部结构示意图。
图中：绝缘隔板1、多孔金属板2、拉刀片3、电解液进水口4、刀体5、多孔金属引电接线柱6、多孔金属板安装槽7、引电接线柱安装槽8、多孔金属板内流道9、多孔金属板安装端10、导电销孔11、刀体电解液流道绝缘层12、绝缘套13、导电销14、绝缘垫15、刀体电解液主流道16。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-5所示，一种电解-拉削复合加工工具电极，包括工具电极由绝缘隔板1、多孔金属板2、拉刀片3、电解液进水口4、刀体5、多孔金属引电接线柱6、多孔金属板安装槽7、引电接线柱安装槽8、多孔金属板内流道9、多孔金属板安装端10、导电销孔11、刀体电解液流道绝缘层12、绝缘套13、导电销14和绝缘垫15连接构成；拉刀片3用来实现机械拉削作用；多孔金属板2用来实现电化学腐蚀作用；多孔金属板2通过多孔金属板安装槽7与刀体5相连，并通过从刀体5侧面插入导电销14嵌入多孔金属板2侧壁的导电销孔11予以固定；绝缘垫15垫多孔金属板2和刀体5之间，防止刀体5被引电；绝缘隔板1重复间隔在拉刀片3和多孔金属板2之间，以防止串电引发短路；刀体5端面有电解液进液口，通过刀体电解液主流道16将电解液分送给工具电极中若干个多孔金属内流道9，再由多孔金属板2的基体孔隙将电解液传输到加工间隙内；通过多孔金属引电接线柱6给多孔金属板2引电，通过电解液进水口4向多孔金属板2输送电解液，满足多孔金属板2对工件实施电解加工的需求；所述拉刀片3有刃口，满足拉削切削加工的需求；机床驱动系统驱动工具电极作线性运动，多孔金属板2和拉刀片3交替对工件表面实施加工作用，达到电解加工和机械拉削切削复合加工的作用。
如图1-5所示，一种电解-拉削复合加工工具电极，多孔金属板2能够顺利让电解液流过，以完成向加工间隙输送电解液的任务；多孔金属引电接线柱6由绝缘套13和导电销14构成，绝缘套13包裹在导电销14外面防止刀体5被引电；拉刀片3与刀体5为分体式结构；绝缘隔板1、多孔金属板2、拉刀片3的工作区域轮廓相同，多孔金属板2比拉刀片3的轮廓尺寸小0.1-2mm；刀体5内部电解液流道内壁设有绝缘层；电解液进水口4由不导电材料制成。
本发明工具电极使用过程中，通过多孔金属引电接线柱6给多孔金属板2引电，通过电解液进水口4向多孔金属板2输送电解液，满足多孔金属板2对工件实施电解加工的需求；所述拉刀片3有刃口，满足拉削切削加工的需求；加工过程，机床驱动系统驱动工具电极作线性运动，多孔金属板2和拉刀片3交替对工件表面实施加工作用，达到电解加工和机械拉削切削复合加工的作用。
本发明可实现电化学加工和拉削加工在同一加工过程中的复合作用，并保障整个复合加工过程平稳可靠，但上述描述也不能理解为对本发明专利的限制。附图中所示仅为本发明案例之一，所以，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，设计出与本技术方案相似的结构及实施案例，均应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述工具电极由绝缘隔板(1)、若干块多孔金属板(2)、若干个拉刀片(3)、电解液进水口(4)、刀体(5)、多孔金属板引电接线柱(6)、多孔金属板安装槽(7)、引电接线柱安装槽(8)、多孔金属板内流道(9)、多孔金属板安装端(10)、导电销孔(11)、刀体电解液流道绝缘层(12)、绝缘套(13)、导电销(14)、绝缘垫(15)和刀体电解液主流道(16)连接构成；所述拉刀片(3)用来实现机械拉削作用；所述多孔金属板(2)用来实现电化学腐蚀作用；所述多孔金属板(2)通过多孔金属板安装槽(7)与刀体(5)相连，并通过从刀体(5)侧面插入导电销(14)嵌入多孔金属板(2)侧壁的导电销孔(11)予以固定；所述绝缘垫(15)垫多孔金属板(2)和刀体(5)之间，防止刀体(5)被引电；所述绝缘隔板(1)重复间隔在拉刀片(3)和多孔金属板(2)之间，防止串电引发短路；
所述刀体(5)端面有电解液进液口，通过刀体电解液主流道(16)将电解液分送给工具电极中若干个多孔金属内流道(9)，再由多孔金属板(2)的基体孔隙将电解液传输到加工间隙内；通过多孔金属引电接线柱(6)给多孔金属板(2)引电，通过电解液进水口(4)向多孔金属板(2)输送电解液，满足多孔金属板(2)对工件实施电解加工的需求；所述拉刀片(3)有刃口，满足拉削切削加工的需求；机床驱动系统驱动工具电极作线性运动，多孔金属板(2)和拉刀片(3)交替对工件表面实施加工作用，达到电解加工和机械拉削切削复合加工的作用。
2.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述多孔金属板(2)能够顺利让电解液流过，以完成向加工间隙输送电解液的任务。
3.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述多孔金属引电接线柱(6)由绝缘套(13)和导电销(14)构成，绝缘套(13)包裹在导电销(14)外面防止刀体(5)被引电。
4.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述拉刀片(3)的刃口尺寸可参照常规拉刀刃口结构设计，拉刀片(3)与刀体(5)设计为分体式结构，当某一刀片损伤时可及时更换单个刀片，降低工具电极的综合制造成本。
5.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述绝缘隔板(1)、多孔金属板(2)、拉刀片(3)的主体部分轮廓相同，且绝缘隔板(1)和多孔金属板(2)比拉刀片(3)的主体部分的轮廓尺寸小0.1～2mm。
6.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述刀体内部电解主液流道(16)的内壁设有绝缘层。
7.根据权利要求1所述的一种电解-拉削复合加工工具电极，其特征在于：所述电解液进水口(4)由不导电材料制成。
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