一种旋转电解加工开槽方法及装置与流程

本发明涉及电解加工领域，尤其涉及一种旋转电解加工开槽方法及装置。

背景技术：

电解加工时，工件接直流电源正极，工具电极接直流电源负极，工具和工件之间维持较小的加工间隙，工具和工件安放在绝缘夹具中，具有一定压力的电解液从加工间隙流过，电解产物被电解液冲出加工间隙。工具电极向工件进给，工件表面不断被电解蚀除，工件表面逐渐形成与工具电极相似的形面。电解加工已在航空、军工以及机械制造领域得到应用，但是电解加工长槽时，却面临诸多难题，如工具电极制作困难、需要大功率电解电源、夹具设计困难、加工间隙内电解液压力难以均匀分布、电解产物难以排除等难题。为了解决上述难题，本发明提出一种旋转电解加工开槽方法及装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种旋转电解加工开槽方法及装置。

本发明通过以下技术方案实现：一种旋转电解加工开槽方法及装置，其特征在于，包括机床、机床主轴、伺服电机、滑环、直流电源、工具电极、工作台、工件、电解池、电解液、场效应管模块以及连接导线若干。所述的机床主轴上含有1个工具电极，工具电极由4个彼此绝缘的小电极构成，小电极经过滑环和场效应管之后，与直流电源的负极相连。4个小电极均匀分布并安装在材料为环氧树脂的绝缘盘上，以保证4个小电极之间彼此是绝缘的。所述的4个滑环之间也是彼此绝缘的，每1个电源滑环仅与1个小电极相连而与其余的3个小电极是绝缘关系。控制器控制场效应管模块的导通和断开，在加工过程中，工件始终与直流电源的正极连接。

作为优选，碳刷始终与滑环接触，提供了工具电极上的小电极能够通电的硬件条件。机床主轴带动工具电极旋转，伺服电机中的编码器反馈主轴角位移。当小电极1靠近工件时，控制器根据编码器所反馈的主轴角度信息控制场效应管1导通。由于滑环a仅与小电极1相连，因此，此时只有小电极1接通直流电源的负极，进行电解加工。当小电极1远离工件时，控制器使得场效应管1断开，停止电解加工。

作为优选，小电极1转过90度后，小电极2进行电解加工。当小电极2远离工件时，控制器使得场效应管2断开，停止电解加工。以此类推，4个小电极依次进行电解加工。

作为优选，工具电极和工件不需要安装在绝缘夹具中进行电解加工。工具电极和工件可以直接浸在电解液池中，或者将电解液喷淋在加工区。安装工具电极的主轴高速旋转，小电极在靠近工件的过程中，由于加工间隙内的空间逐渐减小，小电极压迫电解液，使得加工间隙内的电解液具有一定的压力。小电极在远离工件的过程中，由于空间间隙逐渐增大，形成负压，电解产物在负压吸附作用下被小电极带离加工区域。

作为优选，工件安装在xy平台上，在机床运动机构驱动下，工件随工作台一起移动。主轴旋转，xy平台沿着长槽的长度方向移动。

作为优选，主轴固定在z轴上，随z轴上升或下降，用于控制加工出的长槽深度。

附图说明

为了清楚地说明本发明的实施方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为本发明提供的开槽装置示意图。图2为本发明提供的阴极工具结构示意图。

图1中1-电解池，2-电解液，3-工作台，4-工件，5-导线，6-滑环，7-主轴，8-伺服电机，9-碳刷，10-场效应管，11-控制器，12-小电极，13-绝缘盘，14-直流电源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述，令本发明的特点和优点更易于被技术人员理解。

附图所示，一种旋转电解加工开槽方法及装置，其特征在于，包括机床、机床主轴、伺服电机、滑环、直流电源、工具电极、工作台、工件、电解池、电解液、场效应管模块以及连接导线若干。所述的机床主轴上安装1个工具电极，工具电极由4个彼此绝缘的小电极构成，小电极均匀分布并安装在绝缘盘上，以保证4个小电极之间彼此是绝缘。所述的4个滑环，它们之间也是彼此绝缘的，每1个电源滑环仅与1个小电极相连而与其余的3个小电极是绝缘关系。控制器控制场效应管模块的导通和断开，决定小电极是否通电。

附图所示，4个碳刷分别与4个滑环始终保持接触，为各个小电极能够通电的提供了条件。待加工工件浸没在电解池中，工件与直流电源的正极相连，各个小电极分别经过滑环、场效应管之后与直流电源负极相连接。

调节工具电极与工件的相对位置完成对刀任务。对刀完毕后，机床主轴转动，工具电极随之旋转，主轴伺服电机的编码器输出角位移信号。控制器读取编码器输出角位移信号，从而获知各个小电极所处的角度位置，并根据该角位移信号控制各个场效应管的通断状态。

当小电极1到达工件上方，控制器控制场效应管1通电，进行电解加工。当小电极1离开工件上方，控制器控制场效应管1断开，停止电解加工。其它三个小电极的控制方式与小电极1相同。

在工具电极进行电解加工的同时，xy平台带着工件沿着长槽方向做直线移动。

z轴驱动工具电极升降，控制长槽的深度。

技术特征：

技术总结
本发明提出了一种旋转电解加工开槽方法及装置。其特征在于，包括机床、机床主轴、伺服电机、滑环、直流电源、工具电极、工作台、工件、电解池、电解液、场效应管模块以及连接导线若干。所述的机床主轴上安装工具电极，工具电极由4个小电极构成，小电极通过滑环和场效应管与直流电源的负极相连，并均匀分布并安装在绝缘盘上，它们之间彼此绝缘。所述的4个滑环也是彼此绝缘的，每1个电源滑环仅与对应的小电极相连，而与其它3个小电极绝缘。所述的场效应管模块的通断状态由控制器控制，从而决定各个小电极是否接通直流电源。本发明旋转电解加工开槽方法及装置简单有效，克服了工具电极制作困难、电解产物难以排除等困难。

技术研发人员：史先传;苏胜辉;徐镇冬;董冲;杭云龙;潘礼正
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2018.09.12
技术公布日：2018.12.07