一种展成电解随动密封装置的制作方法

1.本发明涉及流体密封及流场优化领域，具体为一种展成电解随动密封装置。


背景技术：

2.电解加工是利用金属在电解液中电化学阳极溶解的原理，并获得具有一定尺寸精度和表面粗糙度的零件成型方法，常用于航空航天及其他装备的零件制造中。电解液具有导电介质和反应介质的功能，故电解加工的过程是在电解液中进行的，而在加工过程中，电解液需要在加工区域中高速流动，以便于冲刷带走反应生产的杂质产物和反应生成的热量，故电解液的压力、流速、等电解液的参数及电解液所形成的流场都对加工过程有着极为重要的影响。
3.展成电解加工与一般的电解加工运动形式不同，一般的电解加工的过程为阴极沿着z轴方向向下送进，即可将阴极的形状“复制”到工件上，而展成电解加工是通过工具阴极与工件阳极的展成运动来实现电解加工的，这就造成了一般电解加工夹具的密封方法并不适用于展成电解加工。并且因展成电解加工阴极较待加工工件内腔尺寸小，易造成电解液在加工区域分布不足，并导致电解加工无法顺利进行，加工精度无法保持。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种展成电解随动密封装置，以解决上述背景技术中提到的缺陷。
5.为实现上述目的，提供一种展成电解随动密封装置，包括：包括阴极杆、展成电解随动密封装置上部、展成电解随动密封装置中部、展成电解随动密封装置下部、整流随动套、待加工内花键工件、展成电解加工阴极；
6.所述待加工内花键工件安装在展成电解随动密封装置下部的下部，且待加工内花键工件与展成电解随动密封装置下部之间通过螺栓进行固定，整流随动套安装在待加工内花键工件与展成电解随动密封装置下部之间，展成电解随动密封装置中部与阴极杆连接，且阴极杆的底部插接在整流随动套内部型腔中，展成电解随动密封装置上部和展成电解随动密封装置下部之间放置有密封垫圈，展成电解随动密封装置上部和展成电解随动密封装置下部之间采用螺栓进行固定，阴极杆的底部安装有展成电解加工阴极。
7.优选的，所述展成电解随动密封装置上部、展成电解随动密封装置中部和展成电解随动密封装置下部三部分组成在一起构成展成电解随动密封装置。
8.优选的，所述展成电解随动密封装置上部和展成电解随动密封装置下部为金属材质，展成电解随动密封装置上部与展成电解随动密封装置下部的连接平面中加入垫圈，并通过螺栓螺母进行紧固连接，且展成电解随动密封装置上部与展成电解随动密封装置下部的上端部均为圆形设置。
9.优选的，所述展成电解随动密封装置中部与阴极杆之间的连接区域设置有“o”型密封圈，且展成电解随动密封装置中部与阴极杆为同心圆结构。
10.优选的，所述整流随动套的外圆尺寸与待加工内花键工件的内圆尺寸一致，整流随动套随展成电解加工阴极在待加工内花键工件的内圈区域为旋转结构。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：随动密封装置分为上、中、下三部分，中间部分与阴极杆相连，通过中间部分，保持与上、下两部分形成多次接触的迷宫式防水装置；在工件待加工内腔中加入随动整流装置，有效改善了电解液分布不均的问题，并改善流场，有效的减小的阴极的体积，使得阴极的加工难度减小，降低成本。
12.本发明与一般电解加工夹具采用的密封方式不同，通常电解加工密封夹具采用夹具上盖与阴极杆相连处加入o型圈达到可以沿z轴移动而不漏液的情况，只能进行沿z轴的移动，本发明的上下部分不直接与中间部分固连，中间部分在具有可以让阴极杆沿z轴运动且不漏水的同时，还可以进行x、 y方向的平移，满足了阴极工具和阳极工件之间的展成运动关系，扩展了电解加工的运动形式。
附图说明
13.图1为本发明的展成电解随动密封整流装置的二维示意图。
14.图2为阴极杆示意图；
15.图3为本发明结构展成电解随动密封装置上部正面三维示意图；
16.图4为本发明结构展成电解随动密封装置上部反面三维示意图；
17.图5为本发明结构展成电解随动密封装置下部三维示意图；
18.图6为本发明结构本发明所适用的工件；
19.图7为本发明结构展成电解整流随动套三维示意图；
20.图8为本发明结构展成电解阴极三维示意图；
21.图9为本发明结构阴极与阴极杆的组合图；
22.图10为本发明结构展成电解随动密封装置装配后的三维示意图；
23.图11、12、13和14为本发明结构求解展成电解随动密封装置尺寸示意图。
24.图中标号：1、阴极杆；2、展成电解随动密封装置上部；3、展成电解随动密封装置中部；4、展成电解随动密封装置下部；5、整流随动套；6、待加工内花键工件；7、展成电解加工阴极。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-14，本发明提供一种展成电解随动密封装置，包括：包括阴极杆1、展成电解随动密封装置上部2、展成电解随动密封装置中部3、展成电解随动密封装置下部4、整流随动套5、待加工内花键工件6；
27.所述待加工内花键工件6安装在展成电解随动密封装置下部4的下部，且待加工内花键工件6与展成电解随动密封装置下部4之间通过螺栓进行固定，整流随动套5安装在待加工内花键工件6与展成电解随动密封装置下部4 之间，展成电解随动密封装置中部3与阴
极杆1连接，且阴极杆1的底部插接在整流随动套5内部型腔中，展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4之间放置有密封垫圈，展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4之间采用螺栓进行固定，阴极杆1的底部安装有展成电解加工阴极7。
28.工作原理：该随动密封装置包括外部随动密封装置及内部的随动套部件；加工过程中，外部密封装置可以在阴极和工件相对展成对转运动的情况下保持电解加工区域的密封，在内花键工件内圈放置的随动套部件则随着展成阴极的转动而转动，保证阴极加工齿面与工件的电解加工区域流场均匀稳定。
29.随动密封装置分为上、中、下三部分，中间部分与阴极杆相连，通过中间部分，保持与上、下两部分形成多次接触的迷宫式防水装置；在工件待加工内腔中加入随动整流装置，有效改善了电解液分布不均的问题，并改善流场。
30.加工过程中，待加工内花键工件6放置于展成电解随动密封装置下部4 中，由两侧的螺栓进行侧面紧固；随动密封装置整体安装在机床工作台上，且下部设有排液孔，电解液可由排液孔排出；阴极加工表面阵列排布着孔径细微的出水孔，以将电解液引入加工区域；展成电解随动密封装置下部4中装有待加工内花键工件6，整流随动套5放置在待加工内花键工件6的内圈中。
31.作为一种较佳的实施方式，展成电解随动密封装置上部2、展成电解随动密封装置中部3和展成电解随动密封装置下部4三部分组成在一起构成展成电解随动密封装置。
32.如图1所示：将展成电解加工阴极7伸入整流随动套5的内部型腔中，并将展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4用螺栓连接紧固。在加工过程中，阴极杆1随机床主轴带动转动，待加工内花键工件6 由展成电解随动密封装置下部4带动转动，两者做高精度旋转的展成运动。
33.作为一种较佳的实施方式，展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4为金属材质，展成电解随动密封装置上部2与展成电解随动密封装置下部4的连接平面中加入垫圈，并通过螺栓螺母进行紧固连接，且展成电解随动密封装置上部2与展成电解随动密封装置下部4的上端部均为圆形设置。
34.展成电解随动密封装置中部3与阴极相连，需采用非金属材质以保证导电绝缘性；其表面的光滑度高，可以满足在小间隙的情况下平稳滑动，展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4为金属材质，在展成电解随动密封装置上部2和展成电解随动密封装置下部4的连接平面中加入垫圈，并通过螺栓螺母进行紧固连接，确保密封性。
35.作为一种较佳的实施方式，展成电解随动密封装置中部3与阴极杆1之间的连接区域设置有“o”型密封圈，且展成电解随动密封装置中部3与阴极杆1为同心圆结构。
36.展成电解随动密封装置中部3与展成电解随动密封装置上部2、展成电解随动密封装置下部4的装配组合形成多次密封防漏液结构。
37.整流随动套5填满整个待加工型腔，防止电解液流动到待加工内花键工件6的未加工区域而造成不必要的杂散腐蚀；整流随动套5外圆表面光滑度高，使得整流随动套5与待加工内花键工件6的接触光滑、运动摩擦小，保证整流随动套5随阴极在待加工内花键工件6的内圈区域稳定转动。
38.作为一种较佳的实施方式，整流随动套5的外圆尺寸与待加工内花键工件6的内圆
尺寸一致，整流随动套5随展成电解加工阴极7在待加工内花键工件6的内圈区域为旋转结构。
39.展成加工阴极加工齿齿高h/mm、所需加工深度a/mm、待加工工件内径尺寸b、阴极齿顶圆直径da来确定最终随动密封装置的尺寸，各部分尺寸间如图11-14所示，确定过程如下所示：
40.1.首先确定展成阴极最大平移距离s，当阴极杆1与待加工工件同轴心时，阴极杆1先向左平移触碰到工件且工件轴线不发生偏移，记录坐标为初始位置，再向右平移触碰到工件且轴线不偏移时所走距离，如图11所示，既 s1＝b-da；
41.2.其次，已知所需加工深度为a(a＜h)，根据待加工工件内径尺寸b及阴极齿顶圆直径da，根据图11可知阴极的行程极限为s＝s1+2a＝b-da+2a；
42.3.根据随动密封装置下部尺寸，确定随动密封装置中部在极限条件下，加工到最大深度时，另一侧还可以覆盖住加工区域；根据工件壁厚c及密封装置下部壁厚d，可以得出在一侧加工到最大深处时，如图12所示，阴极杆1 的轴线距离另一侧随动密封装置下部外轮廓线的距离，即中部挡板的半径，为r1＝b-da/2+a+c+d；
43.已知中部挡板的半径和阴极的行程，为使中部挡板能在上、下部分之间自由活动，随动密封装置下部的最大半径需满足阴极杆1处于极限位置时，中部挡板依旧处于密封装置中，如图11-14所示，可知密封装置下部最大半径为加工到最深位置时，工件轴线与阴极杆1轴线之间的距离与中部挡板半径之和，既r2＝b-da/2+a+r1。
44.本发明与一般电解加工夹具采用的密封方式不同，通常电解加工密封夹具采用夹具上盖与阴极杆相连处加入o型圈达到可以沿z轴移动而不漏液的情况，只能进行沿z轴的移动，本发明的上下部分不直接与中间部分固连，中间部分在具有可以让阴极杆沿z轴运动且不漏水的同时，还可以进行x、 y方向的平移，满足了阴极工具和阳极工件之间的展成运动关系，扩展了电解加工的运动形式。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。