本发明涉及一种用于非传统加工领域的电解扩孔装置及其使用方法，主要用于管材深小孔的扩孔加工。
背景技术：
目前机械制造所使用的加工可分为传统机械加工和非传统加工。
传统机械加工是靠刀具材料比工件材料硬，利用机械能把工件上多余的材料切除的，一般情况下是可行的。但是，当工件材料愈来愈硬、加工表面愈来愈复杂的情况下，传统机械加工则会限制生产率和影响加工质量，有时甚至无法加工；如果工件的壁厚愈来愈小(壁厚小于0.5毫米)，由于传统的机械加工存在机械力的作用，很容易损坏被加工工件，难以完成加工任务。
非传统加工即特种加工，实现用软的工具加工硬的工件，主要是采用电、化学、光、声和热等能量来进行加工，而且加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。在特种加工方法中，电火花加工精度高，但加工效率低、表面有烧伤裂纹；电解加工具有加工效率高、表面光滑无内应力，特别适应深小孔的加工。
由于电解加工是一种先进制造技术，加工深小孔目前尚无现成的加工设备。
技术实现要素：
针对管材深小孔的加工难题，设计了一种电解扩孔装置，该装置主要由脉冲电源、阴极丝和两块绝缘材料制成的阳极管安装座组成。上阳极管安装座具有阴极丝和阳极管之间绝缘、阳极管定心、电解液导入和密封以及脉冲电流导入等功能。下阳极管安装座具有阴极丝和阳极管之间绝缘、阳极管定心、电解液导出等功能。本发明有效解决了管材深小孔的扩孔加工问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种电解扩孔装置，包括脉冲电源、阳极管和绝缘设置于阳极管中阴极丝，所述阳极管的两端设置有允许电解液通过的电解液入口，所述阴极丝从阳极管中穿出后被拧紧并通过导电圈与脉冲电源阴极相连，所述脉冲电源的阳极与阳极管相连。
作为本发明的进一步改进，所述阳极管的两端连接有支撑管，所述支撑管的侧壁上设置有允许电解液通过的孔。
作为本发明的进一步改进，还包括阳极管安装座，所述阳极管的两端安装于阳极管安装座中，所述支撑管安装于阳极管安装座中，所述支撑管对应的阳极管安装座上设置有允许电解液通过的电解液入口。
作为本发明的进一步改进，所述阳极管安装座包括上阳极管安装座和下阳极管安装座，所述阳极管的两端分别安装于上阳极管安装座和下阳极管安装座中，所述上阳极管安装座的下部设置有密封圈，所述密封圈由压紧螺帽压紧。
作为本发明的进一步改进，所述阴极丝通过螺母拧紧使阴极丝拉直。
本发明还提供一种电解扩孔装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤1、安装被加工管材；在上阳极管安装座内放入上支撑管，放入密封圈，将阳极管插入上阳极管安装座，套上压紧螺帽，并拧紧，在下阳极管安装座内放入下支撑管，将阳极管插入下阳极管安装座，将阴极丝穿过上阳极管安装座、阳极管和下阳极管安装座，两端拧紧从而拉直阴极丝；
步骤2、检查阴、阳极绝缘；检查阴、阳极是否存在短路情况，确保阴极丝与阳极管不接触；
步骤3、接电源；将脉冲直流电源的“—”极接阴极丝，将脉冲直流电源的“+”极接阳极管；
步骤4、接电解液；将电解液接头接入上阳极管安装座，将电解液回流管接头接入下阳极管安装座；
步骤5、通电解液加工。
本发明的有益效果如下：
本发明的技术方案具阴极丝和阳极管绝缘可靠、电解液导入通畅、全部细长孔同时参与电化学阳极溶解的优点，是一种加工效率高的电解扩孔加工方式。
附图说明
图1是本发明管材深小孔的扩孔加工装置的结构示意图。
图中：1-阴极丝，2-阳极管，3-上阳极管安装座，4-上支撑管，5-下阳极管安装座，6-下支撑管，7-导电圈，8-脉冲电源，9-O型密封圈，10-压紧螺帽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本本发明技术方案设计了一种管材深小孔的扩孔加工装置，如图1所示。
阳极管2上端插入上阳极管安装座3，为了在阴极丝1和阳极管2之间通入电解液，在上阳极管安装座3内安装了上支撑管4，电解液通过上支撑管壁上的孔输入，O型密封圈9由压紧螺帽10压紧，起到密封电解液的作用。
阳极管2下端插入下阳极管安装座5，为了在阴极丝1和阳极管2之间导出电解液，在下阳极管安装座5内安装了下支撑管6，电解液通过下支撑管壁上的孔流出。
阴极丝1穿过上阳极管安装座3和阳极管2进入下阳极管安装座5，两端用螺母拧紧使阴极丝1拉直，确保阴极丝1与阳极管2不接触。
加工使用方法：
1、安装被加工管材。在上阳极管安装座内放入上支撑管，放入O型圈，将被加工管材插入上阳极管安装座，套上压紧螺帽，并拧紧。在下阳极管安装座内放入下支撑管，将被加工管材插入下阳极管安装。将阴极丝穿过上阳极管安装座、被加工管材和下阳极管安装座，两端用螺母拧紧，拉直阴极丝。
2、检查阴、阳极绝缘。用万用表检查阴、阳极不短路，确保阴极丝与被加工管材不接触。
3、接电源。将脉冲直流电源的“—”极接阴极丝，将脉冲直流电源的“+”极接被加工管材。
4、接电解液。将电解液接头接入上阳极管安装座，将电解液回流管接头接入下阳极管安装座。
5、通电通电解液加工。如采用恒压加工，加工电压的大小将直接影响加工的效率和加工的表面质量。电解液的压力和背压，电解液的浓度和温度也对加工有影响。
实施例中的优选参数为：以外径为10mm、内径为4mm、长为400mm的20A钢管为加工对象，阴极丝采用直径为3mm的不锈钢丝，上下阳极管安装座采用环氧绝缘材料制造。通过正交试验得到优化的工艺参数是：电解液：18％的硝酸钠溶液，脉冲电流频率18KHz，峰值电压16V，占空比50％，电解液入口压力2MPa，背压0.5MPa，电解液温度：30-40℃。
综上所述，本发明是一种电解扩孔装置及其使用方法，主要用于管材深小孔的扩孔加工。本技术方案设计了一种电解扩孔装置，该装置主要由脉冲电源、阴极丝和两块绝缘材料制成的阳极管安装座组成。上阳极管安装座具有阴极丝和阳极管之间绝缘、管材定心、电解液导入和密封以及脉冲电流导入等功能。下阳极管安装座具有阴极丝和阳极管之间绝缘、管材定心、电解液导出等功能。本发明解决了管材深小孔的扩孔加工问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。