工具電極低頻振動(dòng)電解加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工具電極低頻振動(dòng)電解加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)研宄的進(jìn)展，新的研宄結(jié)果表明，以具有強(qiáng)化表面(紊流微結(jié)構(gòu))的冷卻管/孔代替現(xiàn)有的普通光滑管/孔，其傳熱效果可以得到大幅度增強(qiáng)。強(qiáng)化表面指在管內(nèi)壁面加工出一些具有粗糙肋的紊流結(jié)構(gòu)，如肋槽、凹坑或凸臺(tái)等。因此，研宄一種高效、低成本、具有競爭力的加工方法來實(shí)現(xiàn)小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)的微細(xì)加工是一項(xiàng)重要的研宄課題。
[0003]目前實(shí)現(xiàn)孔徑內(nèi)壁面紊流結(jié)構(gòu)的主要加工方法有滾壓加工法、機(jī)床輔助刻切法、激光珩磨法、電解腐蝕加工法等。滾壓加工方法是利用帶滾輪的滾壓工具，以一定的壓力在待加工管材表面作相對(duì)滾動(dòng)，使金屬表面產(chǎn)生塑形變形，加工出圓弧形，錐形凹槽以及其他形狀的表面結(jié)構(gòu)，但滾壓加工法在加工管壁較薄、材料硬度不大的管殼式異型管成形中發(fā)揮優(yōu)勢。機(jī)床輔助刻切方法是由機(jī)床的刀頭帶動(dòng)刻刀沿著徑向插入刀盒，刀盒用絲扣與平動(dòng)桿連接，當(dāng)平動(dòng)桿在管內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，刻刀被刀頭錐體頂出而刻入管壁，隨著平動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)，刻刀在管壁上刻出凹槽，控制刀頭與管壁的接觸可以加工出不同深度的凹槽，但由于受到加工工藝的限制，加工孔徑受限。激光掩膜方法是通過粗珩，激光造型和精珩三道工序完成，用激光加工實(shí)現(xiàn)對(duì)表面微結(jié)構(gòu)加工，然后再進(jìn)行珩磨，去除微結(jié)構(gòu)周圍的“多余金屬”，但這種加工方法存在“二次加工”。
[0004]專利CN101961805B中公開了一種異形截面深小孔機(jī)械振動(dòng)電解加工裝置，采用凸輪裝置實(shí)現(xiàn)工具電極的振動(dòng)，其振動(dòng)振幅由凸輪尺寸結(jié)構(gòu)確定，需要更換凸輪才能實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)節(jié)，零件的替換性不好，系統(tǒng)比較復(fù)雜，且加工難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的電解加工裝置系統(tǒng)復(fù)雜不易調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種工具電極低頻振動(dòng)電解加工裝置。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]工具電極低頻振動(dòng)電解加工裝置，包括用于固定工件的固定裝置，所述工件的頂面上開有通孔，所述通孔的正上方設(shè)有工具電極，所述工具電極對(duì)準(zhǔn)所述通孔，可沿所述通孔上下移動(dòng)的所述工具電極設(shè)置在調(diào)節(jié)架上，所述調(diào)節(jié)架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述工具電極上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，
[0008]其特征在于:
[0009]所述調(diào)節(jié)架包括底座和位移臺(tái)，所述位移臺(tái)的水平調(diào)節(jié)板通過連接板水平設(shè)置在底座上，所述位移臺(tái)的豎直調(diào)節(jié)板通過連接板與驅(qū)動(dòng)裝置相連；
[0010]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁線圈，所述電磁線圈的外殼固定在所述位移臺(tái)的豎直調(diào)節(jié)板上，所述電磁鐵線圈包括下端開口的空心鐵柱，所述鐵柱外纏繞有線圈，所述線圈、多回路時(shí)間繼電器和穩(wěn)壓電源首尾相連構(gòu)成驅(qū)動(dòng)回路，振動(dòng)軸的上端可上下移動(dòng)的插設(shè)在所述空心鐵柱內(nèi)，所述底座的一側(cè)可拆卸的設(shè)有支撐臺(tái)，所述支撐臺(tái)上設(shè)有直線軸承，所述振動(dòng)軸的下端依次穿過所述支撐臺(tái)和所述直線軸承后通過萬能夾頭與工具電極相連；
[0011]所述固定裝置包括固定座，所述固定座上設(shè)有用于盛放電解液的溶液槽，所述工件架設(shè)在所述溶液槽上，所述溶液槽和所述工件之間設(shè)有橡膠圈，所述溶液槽頂面開口，所述工件上的通孔與所述溶液槽通過設(shè)置在所述橡膠圈上的出口連通，以構(gòu)成進(jìn)液通道，所述固定座上設(shè)有用于夾緊所述工件的夾具，所述夾具和所述振動(dòng)軸均為導(dǎo)電材料，所述夾具、所述振動(dòng)軸、所述多回路時(shí)間繼電器和加工電源首尾相連構(gòu)成電解回路。
[0012]進(jìn)一步，所述夾具包括和所述工件適配的框架和設(shè)置在框架上的若干個(gè)螺母，所述螺母包括相對(duì)配置的水平螺母和豎直螺母，所述水平螺母相對(duì)配置，以從兩側(cè)向中間抵緊所述工件，所述豎直螺母設(shè)置在所述框架橫梁上，以從上向下將所述工件抵緊在所述溶液槽上。
[0013]進(jìn)一步，所述振動(dòng)軸上還設(shè)有彈簧，所述彈簧的上端與所述電磁線圈抵觸，所述彈簧的下端與設(shè)置在所述振動(dòng)軸上的墊片相抵觸，所述墊片卡設(shè)在所述振動(dòng)軸上。
[0014]進(jìn)一步，所述支撐臺(tái)與所述底座螺接。
[0015]進(jìn)一步，所述溶液槽還連接有用于從外部進(jìn)液的軟管。
[0016]進(jìn)一步，所述固定裝置和所述工件設(shè)置在一個(gè)開口容器內(nèi)，以收集從所述通孔內(nèi)溢出的電解液。
[0017]進(jìn)一步，所述工件的頂面上并排開有多個(gè)通孔，所述振動(dòng)軸的下端設(shè)有多個(gè)工具電極，所述通孔與所述工具電極一一對(duì)應(yīng)。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:工具電極振幅、振動(dòng)頻率和振動(dòng)速度均可調(diào)，能改善工件的加工精度和加工穩(wěn)定性，且零件的替換性好，加工過程簡單方便。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2是振動(dòng)軸的安裝示意圖[0021 ] 圖3是夾具結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖4是驅(qū)動(dòng)回路A和電解回路B的狀態(tài)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0023]參照附圖，工具電極低頻振動(dòng)電解加工裝置，包括用于固定工件17的固定裝置，所述工件17的頂面上開有通孔171，所述通孔171的正上方設(shè)有工具電極10，所述工具電極對(duì)準(zhǔn)所述通孔，可沿所述通孔171上下移動(dòng)的所述工具電極10設(shè)置在調(diào)節(jié)架上，所述調(diào)節(jié)架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述工具電極10上下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，
[0024]所述調(diào)節(jié)架包括底座I和位移臺(tái)3，所述位移臺(tái)3的水平調(diào)節(jié)板32通過連接板32水平設(shè)置在底座上，所述位移臺(tái)3的豎直調(diào)節(jié)板33通過連接板與驅(qū)動(dòng)裝置相連；
[0025]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電磁線圈5，所述電磁線圈5的外殼固定在所述位移臺(tái)3的豎直調(diào)節(jié)板33上，所述電磁鐵線圈5包括下端開口的空心鐵柱，所述鐵柱外纏繞有線圈，所述線圈、多回路時(shí)間繼電器13和穩(wěn)壓電源12首尾相連構(gòu)成驅(qū)動(dòng)回路A，振動(dòng)軸8的上端可上下移動(dòng)的插設(shè)在所述空心鐵柱內(nèi)，所述底座I的一側(cè)可拆卸的設(shè)有支撐臺(tái)7，所述支撐臺(tái)7上設(shè)有直線軸承6，所述振動(dòng)軸8的下端依次穿過所述支撐臺(tái)7和所述直線軸承6后通過萬能夾頭9與工具電極10相連；
[0026]所述固定裝置包括固定座19，所述固定座19上設(shè)有用于盛放電解液的溶液槽16，所述工件17架設(shè)在所述溶液槽16上，所述溶液槽16和所述工件17之間設(shè)有橡膠圈15，所述溶液槽16頂面開口，所述工件17上的通孔171與所述溶液槽16通過設(shè)置在所述橡膠圈15上的出口連通，以構(gòu)成進(jìn)液通道，所述固定座19上設(shè)有用于夾緊所述工件17的夾具11，所述夾具11和所述振動(dòng)軸8均為導(dǎo)電材料，所述夾具11、所述振動(dòng)軸8、所述多回路時(shí)間繼電器13和加工電源14首尾相連構(gòu)成電解回路B。
[0027]所述夾具11包括和所述工件17適配的框架和設(shè)置在框架上的若干個(gè)螺母20，所述螺母20包括相對(duì)配置的水平螺母和豎直螺母，所述水平螺母相對(duì)配置，以從兩側(cè)向中間抵緊所述工件17，所述豎直螺母設(shè)置在所述框架橫梁上，以從上向下將所述工件17抵緊在所述溶液槽上。
[0028]所述振動(dòng)軸8上還設(shè)有彈簧4，所述彈簧4的上端與所述電磁線圈5抵觸，所述彈簧4的下端與設(shè)置在所述振動(dòng)軸8上的墊片21相抵觸，所述墊片21卡設(shè)在所述振動(dòng)軸8上。
[0029]所述支撐臺(tái)7與所述底座I螺接。
[0030]所述溶液槽16還連接有用于從外部進(jìn)液的軟管18。
[0031]所述固定裝置和所述工件17設(shè)置在一個(gè)開口容器內(nèi)，以收集從所述通孔171內(nèi)溢出的電解液。
[0032]所述工件17的頂面上并排開有多個(gè)通孔171，所述振動(dòng)軸8的下端設(shè)有多個(gè)工具電極10，所述通孔171與所述工具電極10——對(duì)應(yīng)。
[0033]驅(qū)動(dòng)回路A和電解回路B分別與所述多回路時(shí)間繼電器13的其中一路相連。
[0034]本實(shí)用新型利用通電狀態(tài)下金屬材料發(fā)生電化學(xué)溶解的原理，利用工具電極10與工件17的通孔171內(nèi)壁發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使得通孔171內(nèi)壁發(fā)生腐蝕，以使通孔內(nèi)壁形成紊流結(jié)構(gòu):
[0035]先在工具電極10表面涂覆一層規(guī)則的絕緣層(如螺旋形)，加工時(shí)將工具電極10進(jìn)給到預(yù)先加工好的通孔171中(通孔可采用電火花、電解加工法加工等獲得)，所述通孔171內(nèi)充滿了電解液，通孔171內(nèi)壁和工具電極10導(dǎo)電部分在電解回路B的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通孔171內(nèi)壁在對(duì)應(yīng)工具電極10導(dǎo)電部分處被蝕除，形成與工具電極10表面形狀相反的結(jié)構(gòu)。
[0036]將所述的振動(dòng)軸8卡上墊片套上彈簧后穿過直線軸承6，直線軸承6用于夾持所述的振動(dòng)軸8，所述的直線軸承6安裝在所述的支撐臺(tái)7上，在直線軸承6的作用下，振動(dòng)