一种U型线电极电解铣削加工方法与流程

本发明涉及电解加工技术领域，尤其涉及一种u型线电极电解铣削加工方法。

背景技术：

电解加工具有离子方式去除材料的加工原理，显示出电解加工技术在微细制造领域有着重要的发展潜力和应用前景。微细电解铣削加工技术，是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理，采用微米尺度的柱状电极，结合多轴数控运动，进行金属材料的离子级去除，可加工两维复杂形状及三维结构，其加工原理如图5所示。

对于复杂结构和更深宽比三维型腔的电解加工，可以分多层进行电解铣削。加工中，纳秒脉冲电源的正负极分别接工件和工具电极，微细电解分层铣削加工过程可分为两个阶段：(1)电极沿z轴向下进给加工阶段；(2)电极进给到指定的吸血层厚度后，沿xy平面轨迹进行平面铣削阶段。当平面铣削完毕后，再竖直向下进给，如此不断地进行按层铣削加工，直到加工完毕。微细电解铣削加工包括二维和三维结构加工，二维加工可分为沟槽加工、型腔加工等，三维加工包括复杂型腔加工和型面加工。

与成形电解加工相比，电解铣削加工技术具有以下优点：

(1)电解铣削加工采用柱状电极，可以有效解决复杂形状微电极难以制造的难题；

(2)电解铣削加工可以解决电解成形加工困难，甚至无法加工的任务。

(3)在电解铣削加工过程中，电极旋转可使极间电解液更新得到极大的改善，有利于电解产物的排除，从而使得加工过程稳定，可以有效地避免短路现象的发生。

综上，现有的微细电解分层铣削加工中，都是采用柱状电极进行电解铣削加工，最大铣削量受到柱状电极大小的限制，当去除材料区域较大时，需进行复杂刀迹设计，加工路径较长。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种u型线电极电解铣削加工方法，解决现有技术柱状电极形状受限，去除材料区域较大时，刀迹设计复杂，加工路径较长的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种u型线电极，包括电极本体，所述电极本体的形状设计为u型结构，所述u型结构包括两个竖直边和一个底边，所述竖直边和底边相互连接为一体。

进一步的，所述电极本体的底边具体设计为直线状或者圆弧状。

再进一步的，所述电极本体具体采用实心电极或空心管电极。

一种利用如上所述的u型线电极电解铣削加工方法，具体包括如下步骤：

步骤一，电解加工装置的组装，包括控制模块、驱动模块、电源和所述u型线电极，首先将所述u型线电极与加工电源负极连接，所述控制模块与所述驱动模块电连接，所述驱动模块与所述u型线电极电连接，所述驱动模块在所述控制模块的控制下驱动所述u型线电极进行运动；

步骤二，将工件的待加工区域浸没在电解槽内的电解液中，且工件与加工电源正极连接；所述u型线电极的中间设置有冲液管，所述电解液从所述冲液管内高速冲入加工区域；

步骤三，电解加工作业时，所述u型线电极和所述工件相对运动，所述u型线电极与所述工件相对时，所述工件发生阳极电化学溶解从而切除材料。

进一步的，当电解铣削槽时，所述u型线电极旋转调整与所述工件的切入角，并沿进给方向直线进给，u型线电极电解铣削加工出不同宽度的槽。

再进一步的，当铣削圆腔时，所述u型线电极旋转180度，所述工件沿进给方向移动。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明一种u型线电极，包括电极本体，电极本体的形状设计为u型结构，u型结构包括连接在一起的两个竖直边和一个底边；一种利用该u型线电极电解铣削加工方法，其中电解加工装置包括控制模块、驱动模块、电源和所述u型线电极，u型线电极与加工电源负极连接，工件与加工电源正极连接，将工件的待加工区域浸没在电解槽内的电解液中，加工时u型线电极和工件相对运动，当u型线电极与工件相对时，工件发生阳极电化学溶解从而切除材料。首先，u型线电极的结构在加工过程中，加工区域内电解液流动性更充足，且在u型线电极中间设置冲液管，有利于产物的排出，从而提高加工效率；其次，通过旋转u型线电极调整加工切入角，实现铣削量大小的快速调整，以实现不同槽型的加工；再有加工具有对称性的结构时，工具电极运动轨迹更短，加工速度更快。总的来说，本发明u型线电极结构紧凑，安装方便快捷，使用电解液流动更好，电解产物排出彻底，加工效率高，电极的调节更加简便。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明u型线电极电解铣削加工方法原理图；

图2-1为本发明u型线电极结构示意图一；

图2-2为本发明u型线电极结构示意图二；

图3-1为本发明加工量调整立体示意图；

图3-2为本发明加工量调整俯视示意图；

图4-1为本发明沟槽型腔加工过程示意图；

图4-2为本发明圆形型腔加工过程示意图；

图4-3为本发明对称结构型腔加工过程示意图；

图4-4为现有技术柱状电极加工对称结构型腔过程示意图；

图5为现有技术柱状电极加工原理图；

附图标记说明：1、电解槽；2、电解液；3、工件；4、u形线电极；5、冲液管。

具体实施方式

如图2-1、2-2所示，一种u型线电极，包括电极本体，所述电极本体的形状设计为u型结构，所述u型结构包括两个竖直边和一个底边，所述竖直边和底边相互连接为一体。具体的，所述电极本体的底边具体设计为直线状或者圆弧状，直线状主要用于加工底部为直角的槽型，圆弧状主要用于加工带圆角的槽型。所述电极本体具体采用实心电极或空心管电极，具体的电极本体包括实心的电极丝或空心电极管两种结构。若采用管电极，可以在管电极上进行开孔，并在管电极内进行冲液。

如图1、3-1、3-2、4-1、4-2所示，一种利用如上所述的u型线电极电解铣削加工方法，具体包括如下步骤：

步骤一，电解加工装置的组装，包括控制模块、驱动模块、电源和所述u型线电极4，首先将所述u型线电极4与加工电源负极连接，所述控制模块与所述驱动模块电连接，所述驱动模块与所述u型线电极4电连接，所述驱动模块在所述控制模块的控制下驱动所述u型线电极4进行运动；

步骤二，将工件3的待加工区域浸没在电解槽1内的电解液2中，且工件3与加工电源正极连接；所述u型线电极4的中间设置有冲液管5，所述电解液2从所述冲液管5内高速冲入加工区域；冲液管5的设计，有利于产物的排出，从而提高加工效率；

步骤三，电解加工作业时，所述u型线电极4和所述工件3相对运动，所述u型线电极4与所述工件3相对时，所述工件3发生阳极电化学溶解从而切除材料。所述u型线电极4和所述工件3相对运动包括：所述u型线电极和所述工件沿进给方向相对运动，同时，所述u型线电极和所述工件相对往复上下移动。所述u型线电极和所述工件相对往复上下移动，包括工件不动，u型线电极作往复上下移动；或者u型线电极不动，工件作往复上下移动；或者工件不动，所述u型线电极旋转，同时作往复上下移动，以加工出圆形腔体。

如图3-1、3-2所示，当电解铣削槽时，所述u型线电极4旋转调整与所述工件的切入角，并沿进给方向直线进给，u型线电极4电解铣削加工出不同宽度的槽，调节方便快捷，同一个型号的电极可以实现不同宽度槽的加工。

如图4-1所示，当铣削槽型结构时，所述u型线电极4一边旋转，一边沿进给方向做直线往复运动，工件作上下移动，以实现槽型的加工；或者u型线电极4作旋转运动和上下运动，工件沿进给方向做直线往复运动，u型线电极4加工完一层后向下移动加工下一层。

如图4-2所示，当铣削圆腔时，所述u型线电极4旋转180度，所述工件3沿进给方向移动。

如图4-3所示，当铣削具有对称结构的腔型结构时，利用所述u型线电极4的对称性运动轨迹更短，缩短加工时间,如当加工五角星腔体时，控制u型线电极中心沿加工路径运动，即可依次加工出a、b、c、d、e五个部分。如图4-4所示，为现有技术柱状电极加工线路，需要沿着五角星的a、b、c、d、e五个角位的路线图，由外向内依次加工出来，该运行轨迹较长，加工时间多，导致资源的浪费。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。