群电极电解加工阵列孔的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密电解加工技术领域，特别涉及一种群电极电解加工阵列孔的方法。
【背景技术】
[0002]群孔结构普遍存在于航空发动机、汽车和机电系统零部件中，常见的如航空发动机上的发动机安装边、燃烧室、火焰筒、涡轮叶片和进气道格栅等。除发动机外，机头挡板、机身环形件等零件也含有群孔结构。据粗略统计，某种先进航空发动机，各种微小孔总计已达数十万之多，其材料往往是机械加工十分困难的高温合金或钛合金。同时航空发动机零部件上的微小孔，不仅数量越来越多，其孔径也越来越广泛，且对这些孔的精度和质量要求也越来越高，这无疑给制造加工技术带来巨大挑战。这些群孔的加工是当今航空发动机制造技术的一个关键。
[0003]电解加工方法所加工孔表面无重熔变质层，加工后表面粗糙度值低，且工具电极无损耗等优点。因此在微机电系统、汽车、航空航天、医疗等领域的金属材料孔加工中得到广泛应用，是高表面质量零部件群孔的最佳方法之一。
[0004]现有技术中，群电极电解加工阵列孔的方法，一般是，从群电极和金属工件的侧面向金属工件表面喷射电解液，群电极直接向下面的金属工件做进给运动，在金属工件表面形成阵列孔。在加工阵列孔过程中，排出的电解产物溶解在电解液里类似絮状，但是，由于群电极的阵列比较密集，电解液的喷射从侧面进行，中间区域的电解产物很难通过电解液的喷射排出工件表面电解加工区域。因此，现有技术的群电极加工的排肩困难问题，加工精度问题等同样使其应用受到限制。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的发明目的是:有效解决群电极电解加工过程中的加工产物难以排除及电解液更新困难的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0007]本发明提供了一种群电极电解加工阵列孔的方法，该方法包括:
[0008]在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔；
[0009]将群电极的阵列与金属工件表面的预制群孔进行对准固定；
[0010]从金属工件的底部向上提供高压电解液，通过群电极向下面的金属工件做进给运动，在金属工具表面的预制群孔位置形成与群电极的阵列截面相同的阵列孔。
[0011]优选地，通过激光加工或者电火花加工的方式，在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔。
[0012]所述从金属工件的底部向上提供高压电解液的方法包括:
[0013]在金属工件的下方设置一溶液槽，该溶液槽与金属工件形成封闭空间；
[0014]通过向封闭空间内提供高压电解液，使得高压电解液从金属工件的底部透过预制群孔向上喷射。
[0015]其中，群电极向下面的金属工件做进给运动时，群电极接电源正极，金属工件接电源负极。
[0016]所述群电极的阵列侧壁绝缘，截面导电。
[0017]由上述的技术方案可见，本发明首先在金属工件表面形成能够提供供液通道的预制群孔，在加工阵列孔过程中，从金属工件底部向上提供电解液，电解液从预制群孔底部向上喷射，正对群电极底截面，加工出的电解产物能够很快随着从底部喷射的电解液被冲洗干净，从而有效解决群电极电解加工过程中的加工产物难以排除及电解液更新困难的问题。
【附图说明】
[0018]图1为本发明提出的一种群电极电解加工阵列孔的方法流程示意图。
[0019]图2为本发明形成有预制群孔的金属工件的示意图。
[0020]图3为本发明实施例采用方形截面阵列群电极电解加工阵列孔的示意图。
[0021]图4为本发明实施例采用方形截面阵列群电极电解加工形成方形截面阵列孔的示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0023]本发明提出一种群电极电解加工阵列孔的方法，其流程示意图如图1所示，该方法包括:
[0024]步骤11、在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔。
[0025]其中，通过激光加工或者电火花加工的方式，在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔。
[0026]步骤12、将群电极的阵列与金属工件表面的预制群孔进行对准固定；
[0027]步骤13、从金属工件的底部向上提供高压电解液，通过群电极向下面的金属工件做进给运动，在金属工具表面的预制群孔位置形成与群电极的阵列截面相同的阵列孔。
[0028]群电极向下面的金属工件做进给运动时，群电极接电源正极，金属工件接电源负极。群电极的阵列侧壁绝缘，截面导电。
[0029]其中，从金属工件的底部向上提供高压电解液的方法包括:
[0030]S1、在金属工件的下方设置一溶液槽，该溶液槽与金属工件形成封闭空间；
[0031]S2、通过向封闭空间内提供高压电解液，使得高压电解液从金属工件的底部透过预制群孔向上喷射。
[0032]图2为本发明形成有预制群孔的金属工件的示意图。在金属工件201上每个预制群孔202的位置都与群电极的阵列位置相对应。具体可以通过激光加工的方式，形成预制群孔；或者可以通过电火花加工的方式，例如采用高速电火花小孔机，形成预制群孔。在实际应用中，还可以有其他方式形成预制群孔。本发明形成预制群孔的目的是为了提供一个电解液喷射的通道，所以只需要在金属工件上加工出群小孔即可，不对每个小孔的尺寸和形状有要求。这样，后续加工阵列孔时，从金属工件的底部向上提供高压电解液，高压电解液从预制群孔底部向上喷射，从而为阵列孔加工持续不断地更新电解液。
[0033]图3为本发明实施例采用方形截面阵列群电极电解加工阵列孔的示意图。在金属工件302的下方设置一溶液槽303。该溶液槽303与金属工件302形成封闭空间。通过向封闭空间内提供高压电解液，使得高压电解液从金属工件的底部透过金属工件的预制群孔向上喷射。从图3可以看出，群电极301的阵列与金属工件302表面的预制群孔是一一对准固定的，群电极301接负极，金属工件302接正极，加工过程中，群电极301沿Z轴向下做进给运动，通过群电极阵列对应扩大每个群孔的大小，最终形成与群电极阵列截面形状相同的阵列孔。同时，不断更新的电解液从金属工件底部向上喷射，正对群电极底截面，加工出的电解产物能够很快随着从底部喷射的电解液被冲洗干净，从而提高群电极电解加工的稳定性，减少加工过程中的短路烧伤，从而提高电解加工工件表面质量和成型精度。含有加工产物的电解液经过过滤系统过滤后，再循环使用。
[0034]图4为本发明实施例采用方形截面阵列群电极电解加工形成方形截面阵列孔的示意图。在具体应用中，阵列孔的形状根据要求而定，不同形状的阵列孔选择采用不同截面的阵列群电极。本实施例中在金属工件401表面形成的是方形截面阵列孔402。
[0035]本发明的有益效果是:
[0036]1.现有技术中电解液的喷射从侧面进行，中间区域的电解产物很难通过电解液的喷射排出工件表面电解加工区域，而本发明从金属工件底部向上提供电解液，电解液从预制群孔底部向上喷射，正对群电极底截面，加工出的电解产物能够很快随着从底部喷射的电解液被冲洗干净，从而有效解决群电极电解加工过程中的加工产物难以排除及电解液更新困难的问题。
[0037]2.先在金属工件表面形成预制群孔，再通过群电极电极加工形成阵列孔，提高群电极电解加工的稳定性，减少加工过程中的短路烧伤，从而提高电解加工工件表面质量和成型精度。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种群电极电解加工阵列孔的方法，该方法包括: 在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔； 将群电极的阵列与金属工件表面的预制群孔进行对准固定； 从金属工件的底部向上提供高压电解液，通过群电极向下面的金属工件做进给运动，在金属工具表面的预制群孔位置形成与群电极的阵列截面相同的阵列孔。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过激光加工或者电火花加工的方式，在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从金属工件的底部向上提供高压电解液的方法包括: 在金属工件的下方设置一溶液槽，该溶液槽与金属工件形成封闭空间； 通过向封闭空间内提供高压电解液，使得高压电解液从金属工件的底部透过预制群孔向上喷射。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，群电极向下面的金属工件做进给运动时，群电极接电源正极，金属工件接电源负极。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述群电极的阵列侧壁绝缘，截面导电。
【专利摘要】本发明公开了一种群电极电解加工阵列孔的方法，该方法包括：在金属工件表面与群电极的阵列相对应的位置形成用作供液通道的预制群孔；将群电极的阵列与金属工件表面的预制群孔进行对准固定；从金属工件的底部向上提供高压电解液，通过群电极向下面的金属工件做进给运动，在金属工具表面的预制群孔位置形成与群电极的阵列截面相同的阵列孔。采用本发明能够有效解决群电极电解加工过程中的加工产物难以排除及电解液更新困难的问题。
【IPC分类】B23H9/16, B23H3/00
【公开号】CN105014169
【申请号】CN201510496384
【发明人】韩福柱, 陈伟
【申请人】清华大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月13日