挤压模具的电解加工装置的制作方法

本实用新型涉及挤压模具的加工领域，特别是涉及一种挤压模具的电解加工装置。

背景技术：

挤压模具中用于挤压成型的结构有空刀位和工作带，其中，空刀位是具有沟槽特征的型腔，工作带则开设在上述沟槽底面上且具有通槽的特征，且沟槽的两个侧壁多为V形结构或阶梯形结构，沟槽的开口处为大端，沟槽的底面为小端，工作带的形状、尺寸与被挤出型材的截面相吻合；原材料在挤压机的挤压下进入工作带中，工作带迫使原材料形成与工作带的截面相吻合的型材，型材从工作带中被挤出至沟槽，在此过程中，V形结构或阶梯形结构的沟槽作为工作带的补强结构，防止工作带受到巨大的挤压力而撕裂变形。

在现有的挤压模具的加工技术中，首先通过快走丝电火花线切割的加工方式粗加工出贯通于工件端面和背面的工作带，该粗加工的工作带还用于为后续的加工作为定位基准；再通过电火花线切割的加工方式加工出纯铜的工具电极，该工具电极的外形与挤压模具的沟槽的外形一致；采用工具电极在工件的端面上进行电火花加工，通过上述工具电极和接在工件上的工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用加工出挤压模具的沟槽；最后通过慢走丝电火花线切割的加工方式对工作带进行精加工。

然而，在快走丝电火花线切割加工工作带的过程中，当工件材料过厚时，工作液较难进入和充满放电间隙，会对加工精度和表面粗糙度造成影响，而且在工件的全厚度(即工件端面和背面上的厚度)上直接粗加工出工作带，其加工速度慢，耗费工时。进一步的，电火花加工中的工具电极在加工时损耗较快，而且工具电极的外形需要根据挤压模具的沟槽的外形专门定制，通用性较差，此外，工具电极需要采用价格较为昂贵的纯铜作为原材料。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种挤压模具的电解加工装置，以解决现有的挤压模具的加工速度慢、加工成本高的问题。

基于此，本实用新型提供了一种挤压模具的电解加工装置，用于挤压模具的沟槽的加工，包括开槽阴极和封液件，所述开槽阴极的工具端上具有工具头，所述开槽阴极内具有通液孔且所述工具头的外侧壁上开设有一个或多个连通于所述通液孔的供液孔，多个所述供液孔沿所述开槽阴极的固定端至工具端方向排布，所述封液件位于所述工具头的一侧，且所述封液件的封液面可滑动地贴合于所述工具头的外侧壁；在进行所述沟槽的加工时，所述封液件的末端可滑动地抵接在工件的端面上，所述封液面遮盖在暴露于所述工件的端面外的所述供液孔。

作为优选的，所述工具头具有相背设置的供电侧面和绝缘侧面，所述供液孔开设于所述供电侧面，所述绝缘侧面上设有绝缘层。

作为优选的，所述工具头呈回转体结构，且所述工具头的直径由所述开槽阴极的固定端至工具端方向逐渐减小。

作为优选的，还包括驱动机构，所述驱动机构包括用于驱动所述开槽阴极和工件沿X轴方向相对移动的第一驱动组件、用于驱动所述开槽阴极和工件沿Y轴方向相对移动的第二驱动组件、用于驱动所述开槽阴极和工件沿Z轴方向相对移动的第三驱动组件以及用于驱动所述开槽阴极和工件绕Z轴相对转动的第四驱动组件；所述X轴、Y轴和Z轴是直角坐标系的坐标轴，且所述X轴、Y轴平行于所述工件的端面，所述开槽阴极的固定端和工具端沿所述Z轴方向布置。

作为优选的，所述封液件的末端具有套设于所述工具头的弹性架，所述弹性架的内侧壁可滑动地紧贴于所述工具头的外侧壁，所述弹性架的底面可滑动地抵接在工件的端面上。

作为优选的，所述开槽阴极上设有弹性件，所述弹性架上设有磁性件；所述弹性件的弹力驱动所述封液件沿所述开槽阴极的固定端至工具端方向的运动并使所述封液件的末端抵接在工件的端面，所述磁性件的磁力驱动所述弹性架抵接于所述工件的端面。

作为优选的，还包括开设有安装通孔的安装架，所述安装架上设有所述弹性件，所述安装通孔内设有沿其母线布置的滑槽，所述封液件活动地配合嵌设于所述滑槽，所述开槽阴极穿过所述安装通孔并与所述安装架可拆卸地相连接。

作为优选的，所述安装架的底部还设有环绕所述安装通孔设置的毛刷，所述毛刷朝所述安装架的底面方向延伸。

作为优选的，所述工具头的外侧壁上开设沿所述开槽阴极的固定端至工具端方向布置的供液槽，所述供液槽的底面上开设有所述供液孔；所述封液件的封液面遮盖在所述供液槽靠近所述开槽阴极的固定端的一端。

本实用新型的挤压模具的电解加工装置，其开槽阴极内具有输送电解液的通液孔，工具头的外侧壁上开设有连通于通液孔的供液孔，以将电解液喷射并充满于工具头和工件之间的间隙；封液件的封液面可滑动地贴合在工具头的外侧壁上，封液件的末端可滑动地抵接在工件的端面上；当沟槽中具备多个槽深不同的区域时，工具头沿X轴和Y轴所在平面上进给的同时沿Z轴方向进给，封液面能够将暴露在工件的端面外的供液孔堵封住，防止暴露在工件的端面外的供液孔泄漏，影响工件的电解加工。

附图说明

图1是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的开槽阴极加工状态示意图之一；

图2是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的开槽阴极剖面示意图；

图3是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的开槽阴极局部剖面示意图；

图4是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的供液孔排布结构示意图之一；

图5是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的供液孔排布结构示意图之二；

图6是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的工具头横截面示意图；

图7是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的安装架、封液件和弹性架的连接结构示意图；

图8是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的安装架结构示意图；

图9是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的弹性架结构示意图；

图10是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的安装架和开槽阴极的连接状态示意图；

图11是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的开槽阴极加工状态示意图之二；

图12是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的沟槽加工状态示意图之一；

图13是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的沟槽加工状态示意图之二；

图14是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的工件的沟槽截面示意图；

图15是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的工件的工作带截面示意图；

图16是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的整机布局示意图之一；

图17是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的整机布局示意图之二；

图18是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的整机布局示意图之三；

图19是本实用新型实施例的挤压模具的电解加工装置的整机布局示意图之四。

其中，

1、开槽阴极；11、工具端；12、固定端；13、工具头；131、供液孔；132、供电侧面；133、绝缘侧面；134、绝缘层；135、供液槽；14、通液孔；

2、封液件；21、封液面；22、弹性架；221、弹性架的内侧壁；222、弹性架的底面；223、磁性件；

3、安装架；31、滑槽；32、安装通孔；33、弹性件；34、毛刷；

4、工件；41、端面；42、背面；43、沟槽；431、沟槽的底面；44、工作带；

5、驱动机构；51、第一驱动组件；511、第一驱动装置；512、第一导轨机构；52、第二驱动组件；521、第二驱动装置；522、第二导轨机构；53、第三驱动组件；531、第三驱动装置；532、第三导轨机构；54、第四驱动组件；55、床身；56、工作台；

6、加工起点；

7、加工终点；

8、消耗金属体；

A1、第一区域；

A2、第二区域；

T、加工轨迹。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

结合图1至16所示，示意性地显示了本实用新型的挤压模具的电解加工装置，用于挤压模具的沟槽33的加工，包括开槽阴极1和封液件2。如图2和图4，开槽阴极1呈回转梭形结构，其工具端11上具有用于电解加工的工具头13，如图3和图5，开槽阴极1内具有沿其长度方向布置的通液孔14，工具头13的外侧壁上开设有一个或多个连通于通液孔14的供液孔131，且多个供液孔131沿开槽阴极1的固定端12至工具端11方向排布，电解液从供液孔131中喷射并填充在工具头13和工件4之间的间隙中。如图1，封液件2位于工具头13的一侧，封液件2的封液面21可滑动地贴合于工具头13的外侧壁，在进行沟槽43的加工时，封液件2的末端可滑动地抵接在工件4的端面41上，封液面21遮盖在暴露于工件4的端面41外的供液孔131，当沟槽43中具备多个槽深不同的区域时，工具头13沿X轴和Y轴所在平面上进给的同时沿Z轴方向进给，封液面21能够将暴露在工件4的端面41外的供液孔131堵封住，防止暴露在工件4的端面41外的供液孔131泄漏。而现有技术中的电解阴极，其不具备本实用新型的封液件2，当现有的电解阴极的部分供液孔131暴露于工件4的端面41，电解液必然会从暴露于工件4的端面41外的供液孔131中泄漏，导致电解阴极和工件4之间的电解液泄压，影响工件4的电解加工，甚至会出现工件4无法进行正常的电解加工致使电解阴极与工件4接触并短路，损坏电解阴极。因此在现有技术中，如果需要通过电解阴极对某一沟槽43中多个槽深不同的区域进行电解加工时，在槽深不同的区域中需要采用多种不同的电解阴极(在现有技术中，每种电解阴极所能允许的加工槽深不同)，才能避免电解液从暴露在工件4的端面41外的供液孔131泄漏。

为了防止工具头13在电解加工时对工件4的已加工面产生电解散蚀，如图3和图6，工具头13具有相背设置的供电侧面132和绝缘侧面133。具体地，由于工具头13呈回转体结构，关于供电侧面132和绝缘侧面133，在工具头13上作通过其的轴线的基准平面，该基准平面将工具头13的外侧壁分割成供电侧面132和绝缘侧面133，绝缘侧面133上的任一点的半径小于或等于同一径向平面上供电侧面132的标称半径。其中，供液孔131开设于供电侧面132，绝缘侧面133上设有绝缘层134。进一步的，工具头13的直径由开槽阴极1的固定端12至工具端11方向逐渐减小，一是能确保工具头13具备足够的刚度，使其受到高压(该高压指的是电解液的水压)的冲击下不会产生形变，二是能够电解加工出截面呈V形结构的挤压模具的沟槽43。

为了使工具头13喷射出的电解液更为均匀，工具头13的外侧壁上开设沿开槽阴极1的固定端12至工具端11方向布置的供液槽135，供液槽135的底面上开设有供液孔131，电解液在供液孔131中喷出并在供液槽135内均流，以均匀地喷射在工件4的电解加工面上。其中，封液件2的封液面21遮盖在供液槽135靠近开槽阴极1的固定端12的一端，以防止电解液从暴露在工件4的端面41外的供液槽135泄漏。

在开槽阴极1进行电解加工的过程中，除了具有封液件2遮盖在暴露于工件4的端面41外的供液孔131，还具有防止电解液从工具头13的供电侧面132和工件4的端面41之间的间隙中泄漏的弹性架22。如图7和图9所示，弹性架22位于封液件2的末端，弹性架22呈C形结构且套设于工具头13，弹性架的内侧壁221可滑动地紧贴于工具头13的外侧壁，由于弹性架22呈C形结构且具有一定的弹性，因此弹性架22在沿工具头13的轴向运动时能够自动地适应工具头13的半径变化。弹性架的底面222可滑动地抵接在工件4的端面41上，可以理解的是，弹性架的底面222遮盖在工具头13的供电侧面132和工件4的端面41之间的间隙上，阻止电解液直接从工具头13的供电侧面132和工件4的端面41之间的间隙中泄漏，提升电解加工的加工质量。弹性架22上还设有磁性件223，在本实施例中，磁性件223具有两个且均为永久磁铁，两个磁性件223分别设在C形结构的弹性架22的两端上，磁性件223的磁力驱动弹性架22抵接在工件4的端面41，使得弹性架的底面222能够稳定地贴合在工件4的端面41上。进一步地，还包括安装架3，如图7、图8和图10所示，安装架3上开设有安装通孔32，安装通孔32内设有沿其母线布置的滑槽31，其中，该母线与安装通孔32的轴线处于同一平面，封液件2活动地配合嵌设在滑槽31内，即封液件2能够在滑槽31内来回滑移。开槽阴极1穿过安装通孔32并与安装架3可拆卸地相连接，当封液件2或安装架3老化损坏时，可直接将零部件损坏的封液件2或安装架3从开槽阴极1上拆下并更换新的封液件2或安装架3。安装架3上还设有弹性件33，弹性件33的弹力驱动封液件2沿开槽阴极1的固定端12至工具端11方向运动并使封液件2的末端抵接在工件4的端面41。安装架3的底部还设有若干毛刷34，毛刷34环绕开槽阴极1设置，且毛刷34的末端在进行沟槽43的加工时可滑动地抵接在工件4上，毛刷34具有优良的容让能力，可有效地防止电解液向外溅射。

如图16，该装置还驱动机构5，在本实施例中，驱动机构5优选为四轴联动的数控机床，数控机床具有床身55。驱动机构5包括用于驱动开槽阴极1和工件4沿X轴方向相对移动的第一驱动组件51、用于驱动开槽阴极1和工件4沿Y轴方向相对移动的第二驱动组件52、用于驱动开槽阴极1和工件4沿Z轴方向相对移动的第三驱动组件53以及用于驱动开槽阴极1和工件4绕Z轴相对转动的第四驱动组件54。其中，X轴、Y轴和Z轴是直角坐标系的坐标轴，且X轴、Y轴平行于工件4的端面41，开槽阴极1的固定端12和工具端11沿Z轴方向布置，即开槽阴极1的回转轴线与Z轴重合。具体地，第一驱动组件51包括第一驱动装置511和沿X轴方向布置的第一导轨机构512，第二驱动组件52包括第二驱动装置521和沿Y轴方向布置的第二导轨机构522，第三驱动组件53包括第三驱动装置531和沿Z轴方向布置的第三导轨机构532。

第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532均装配在床身55上，第一驱动装置511、第二驱动装置521和第三驱动装置531分别通过第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532驱动用于夹持工件4的工作台56沿X轴、Y轴和Z轴方向移动；第四驱动组件54固设在床身55上，第四驱动组件54可驱动开槽阴极1绕Z轴方向相对工件4转动。

为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供了一种挤压模具的电解加工方法，包括：

在工件4的端面41上加工出起点工艺孔作为加工起点6，将开槽阴极1伸入起点工艺孔并沿Z轴方向单次进给至预设的沟槽43的深度；

开槽阴极1进行X轴方向和/或Y轴方向的进给的同时进行Z轴方向的进给，使沟槽43中具有多个槽深不同的区域(如图11)，且相邻的两个区域的沟槽的底面431之间平滑过渡；其中，开槽阴极1的供液孔131始终对着开槽阴极1在X轴和Y轴所在平面上的进给方向；沟槽43加工完成后的工件4截面如图14所示；

如图15，在沟槽的底面431上通过电火花线切割加工出与工件4的背面42相贯通的挤压模具的工作带44。

当开槽阴极1在X轴和Y轴所在平面上的加工轨迹为闭合的环线，在开槽阴极1进行进给运动并离开加工起点6后，如图12，在加工起点6处的沟槽43内填充消耗金属体8以使开槽阴极1进给至加工终点7时，消耗金属体8能够阻隔当前的电解加工区的沟槽43与靠近加工起点6处的沟槽43连通，即消耗金属体8在开槽阴极1进给至加工终点7时，如图13，消耗金属体8能够阻隔其已加工侧的沟槽43和当前加工侧的沟槽43相连通；结束电解加工后，再去除沟槽43内剩余的消耗金属体8。

该方法首先对挤压模具的沟槽43(即挤压模具的空刀位)进行电解加工，开槽阴极1伸入起点工艺孔内后沿Z轴方向单次进给至预设的沟槽43的深度，且在不频繁更换开槽阴极1的情况下，开槽阴极1能够连续不断地进行进给运动并加工出沟槽43中多个槽深不同的区域(如图11，开槽阴极1从第一区域A1沿加工轨迹T进给至第二区域A2)，且相邻的两个区域的沟槽的底面431平滑过渡；待沟槽43的电解加工结束后，在沟槽的底面431上直接通过慢走丝电火花线切割的加工方式切割出工作带44，由于在沟槽43的电解加工中已用电解加工的方式去除了工作带44在空刀位方向上的工件4余量，因此在通过电火花线切割加工工作带44时，电火花线切割的切割厚度相比传统技术大大降低，所以在本实用新型中可直接在沟槽的底面431上进行工作带44的精加工(即慢走丝电火花线切割加工)，节省了不必要的工序和大量的加工工时。

实施例2

结合图17所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于，第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532均装配在床身55上，第一驱动装置511和第二驱动装置521分别通过第一导轨机构512和第二导轨机构522驱动用于夹持工件4的工作台56沿X轴和Y轴方向移动；第四驱动组件54装配在第三导轨机构532上，第三驱动装置531通过第三导轨机构532驱动第四驱动组件54沿Z轴移动，第四驱动组件54可驱动开槽阴极1绕Z轴方向相对工件4转动。该结构同样能够实现开槽阴极1和工件4进行相对运动或相对旋转。

实施例3

结合图18所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于，第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532均装配在床身55上，第二驱动装置521通过第二导轨机构522驱动用于夹持工件4的工作台56沿Y轴方向移动；第四驱动组件54通过第一导轨机构512和第三导轨机构532装配在床身55上，第一驱动装置511和第三驱动装置531通过第一导轨机构512和第三导轨机构532驱动第四驱动组件54沿X轴和Z轴方向移动；第四驱动组件54可驱动开槽阴极1绕Z轴相对工件4转动。该结构同样能够实现开槽阴极1和工件4进行相对运动或相对旋转。

实施例4

结合图19所示，本实施例与实施例1基本相同，区别在于，第一导轨机构512、第二导轨机构522、第三导轨机构532以及用于夹持工件4的工作台56均装配在床身55上，第四驱动组件54通过第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532装配在床身55上，第一驱动装置511、第二驱动装置521和第三驱动装置531分别通过第一导轨机构512、第二导轨机构522和第三导轨机构532驱动第四驱动组件54沿X轴、Y轴和Z轴方向移动；第四驱动组件54驱动开槽阴极1绕Z轴相对工件4转动。该结构同样能够实现开槽阴极1和工件4进行相对运动或相对旋转。

综上所述，本实用新型的挤压模具的电解加工装置，其开槽阴极1内具有输送电解液的通液孔14，工具头13的外侧壁上开设有连通于通液孔14的供液孔131，以将电解液喷射并充满于工具头13和工件4之间的间隙；封液件2的封液面21可滑动地贴合在工具头13的外侧壁上，封液件2的末端可滑动地抵接在工件4的端面41上；当沟槽43中具备多个槽深不同的区域时，工具头13沿X轴和Y轴所在平面上进给的同时沿Z轴方向进给，封液面21能够将暴露在工件4的端面41外的供液孔131堵封住，防止暴露在工件4的端面41外的供液孔131泄漏，影响工件4的电解加工。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。