一种具有支撑定心功能的管电极及其深小孔电加工方法与流程

本发明涉及一种具有支撑定心功能的管电极及其深小孔电加工方法，属于特种加工领域。

背景技术：

在航空航天、精密制造等领域存在着许多大深径比的微小孔需要加工。在加工微小深孔时，管电极一端夹持固定，另一端受多种扰动因素的影响，管电极中心线容易发生偏斜，往往不能保证相应的直线度要求，如图1所示。因此，找到一种可靠的方法降低加工过程中不利因素的影响，提高电加工稳定性是目前电加工领域的核心问题之一，同时也是深小孔管电极加工技术发展的客观需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有支撑定心功能的管电极及其深小孔电加工方法。该方法通过改变管电极结构，支撑管电极使其处于稳定心工作状态，保证了在加工深小孔时的直线度要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：在管电极靠近加工端附近的横截面上相邻呈直角的圆周沿径向加工出两个通孔，在通孔的对面管电极外壁上固定两个垫块。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

上述方案中，所加工出的通孔轴线可以与管电极中心轴线垂直(如图2所示)，也可以呈一定的斜角(如图3所示)。

上述方案中，所加工出的通孔形状可以是菱形、方形、三角形或任意图形的组合(如图4所示)。

上述方案中，管电极内的工作液流速快，由通孔流出的工作液流速低，不会重新流入管电极内部，干扰加工状态。

上述方案中，为了防止垫块与加工孔内壁的接触使电路发生短路，干扰正常加工过程，所固定在管电极外壁上的垫块应当是绝缘材料。

上述方案中，为了防止垫块阻碍加工废液的排出，所固定的垫块可以在保证强度的前提下中心部分镂空，也可以是实心的(如图5所示)。

上述方案中，所固定的垫块可以是长方体、柱体(如图6所示)、棱体(如图7所示)等。

上述方案中，管电极上所加通孔和垫块处于管电极同一横截面，亦或者在不同横截面上同时开孔并且增加固定垫块形成阵列(如图8所示)。

上述方案中，所固定的垫块的大小可以与通孔大小相近，也可以是沿管电极轴向延长的垫条(如图9所示)。

由于上述技术方案的运用，本发明的有益效果是：当管电极产生偏斜时，由通孔流出的工作液作用于被加工工件内壁，通过深小孔侧壁的支持力使管电极反向偏斜，同时垫块提供相反方向的支撑力，从而使管电极得到固定，稳定工具管电极的位置，保证了加工直线度要求。

附图说明

图1为加工端无结构改变的管电极示意图；

图2为加工端有垫块和水平通孔的管电极示意图；

图3为加工端有垫块和倾斜通孔的管电极示意图；

图4为加工端通孔横截面不同形状的示意图；

图5为加工端有通孔和实心垫块的管电极示意图；

图6为加工端有通孔和空心柱面垫块的管电极示意图；

图7为加工端有通孔和空心棱面垫块的管电极示意图；

图8为加工端多截面有通孔和垫块的管电极示意图；

图9为加工端有多截面通孔和空心棱面垫条的管电极示意图；

图10为加工端有通孔和垫块的加工状态示意图，其中(1)为工作液；(2)为管电极；(3)为被加工孔内壁；(4)为垫块；(5)为被加工工件。

图11为有孔及垫块的管电极中心位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

为了便于描述本发明的详细情况，现选取其中一个特定结构作为实例。沿管电极加工端附近某一横截面加工出相邻两个圆形通孔。通孔轴线与管电极中轴线垂直。

在通孔对面的管电极外壁上固定两个垫块。垫块与通孔处于同一管电极横截面内。

垫块选取绝缘材料且中心部位镂空。工作液可从垫块中流出，最大限度地方便工作液的排出，带走加工废屑和热量，提高加工效率。同时，垫块的厚度应该等于侧壁加工间隙。如图10(a)所示，

电加工时，工作液从管电极通过，部分冲击到工件表面，经由加工侧隙流出，小部分从所加工出的两个通孔流出，冲击加工孔内壁使管电极一端受力，同时垫块提供相反方向的支撑力，从而使管电极得到固定，稳定工具管电极的位置，如图10(b)所示。

图11为有孔及垫块的管电极中心位置示意图。o1,o2分别为被加工孔和管电极加工端的圆心位置。x1,x2分别为管电极与被加工孔水平方向上的左右间距，y1,y2分别为管电极与被加工孔竖直方向上的上下间距。当x1＝x2,y1＝y2时，如图11(a)所示，管电极中心位置和被加工孔中心重合，处于平衡状态；当x1>x2,y1>y2时，如图11(b)所示，o2相对o1向右下方偏移，此时管电极处于非稳定状态，由管电极右侧和下侧通孔喷出的工作液作用于被加工孔内壁，x2增大，x1减小，同时y2增大，y1减小，使得o2回到与o1重合的位置。在被加工工件内壁提供的反作用力和垫块的支持力的共同作用下固定管电极中心，使其处于稳定心加工状态。因为管电极左侧和上侧垫块的存在，管电极中心位置仅在被加工孔右下方区域内偏移，如图11(c)所示。

电加工时，当管电极受外部因素影响产生偏斜时，由通孔排出的工作液将管电极推回中心位置并且压紧垫块，垫块压紧深孔内壁为管电极提供相应支持力。使管电极得以固定，处于稳定工作状态，保证了加工直线度。

本发明不限于上述示范性实例的细节，以其他具体形式对本发明的调整、应用均应该视作属于本发明的涵盖范围。

技术特征：

技术总结
一种具有支撑定心功能的管电极及其深小孔电加工方法，在管电极加工端距端面一定距离的一个或多个横截面侧壁上沿圆周径向加工出呈直角排列的两个通孔，在通孔对面的管电极外壁上固定两个同样呈直角排列的垫块。电加工时，一定压力的工作液从管电极内部通过，部分冲击到深小孔底面，经由加工侧隙流出，部分从所加工出的两个通孔流出。加工孔内壁使管电极一侧受力，而垫块的存在给管电极提供了反方向的支持力，使管电极处于稳定心工作状态，保障加工直线度要求，提高加工稳定性。当管电极端面中心发生偏心时，在工作液和垫块的共同作用下，可以保证管电极端面轴线与已加工孔轴线恢复到同轴状态并且得以固定。本发明通过改变管电极结构，保证了加工深小孔的直线度，提高了加工稳定性和加工效率。

技术研发人员：黄绍服;许聪聪;李君;丁亮亮
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2019.02.13
技术公布日：2019.05.17