[发明专利]一种组合电极电解机械磨抛复合加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种组合电极电解机械磨抛复合加工装置及方法，属于电化学与机械复合加工领域。本发明的复合加工装置，其工作液槽通过油水分离器分别连通油箱和电解液箱，组合电极包括至少一个金属基金刚石子电极和至少一个非导电抛光子电极，通过金属基金刚石子电极上的电解液出口向电解间隙输送电解液，通过非导电抛光子电极上的抛光油出口向抛光间隙输送抛光油。本发明利用组合电极进行电解磨抛复合加工，导电基金刚石电极喷电解液来电解磨削去除大部分加工余量，非导电抛光电极喷油来实现机械抛光，在一次加工中电解磨削和机械抛光同时进行，相辅相成，具有高效、实用、易操作、加工成本低、表面质量好，无宏观机械力等特点。

技术领域

本发明涉及一种电解磨削装置及方法，更具体地说，涉及一种组合电极电解机械磨抛复合加工装置及方法。

背景技术

随着科技进步和航空航天工业的发展，新材料和复杂结构层出不穷，其加工技术就成了制造领域研究的热点。如整体涡轮盘在精密铸造、数控铣和特种加工后，有的仍留有精加工余量，在现行生产中要靠手工修磨、抛光去除余量来达到叶型的形位、尺寸精度，工人劳动条件恶劣，噪音大，粉尘污染严重，而且易出现工伤事故，严重制约了航空制造业的发展与应用。

电解加工是利用金属阳极电化学溶解原理去除材料的，具有加工效率较高，表面质量好的优点，但是加工表面粗糙度很难做到很小。机械抛光采用抛光布等材料在工件表面做运动形成较小的表面粗糙度，但是对于钛合金、高温合金等难加工材料抛光效率太低。

目前，已有电解加工与机械抛光结合的复合加工工艺及装置，如中国专利号ZL92109346.2，授权公告日为1997年6月4日，发明创造名称为：容器内表面电解机械复合抛光工艺，该申请案使用电解和机械研磨结合方法对容器内表面进行抛光，将被抛光工件做为阳极，另设一阴极，阳极和阴极间留有一定间隙，间隙中流入电解液，对工件内表面电解，在电解同时，通过砂布轮对工件内表面进行研磨，电解和机械研磨过程反复进行使工件内表面逐渐趋于平滑，从而达到镜面要求。该申请案结合了电解和机械研磨的优点，相当于将电解机床和研磨砂轮简单组合在一起，先电解后机械研磨，两者不能实现辅助加工作用，这样，由于电解加工的表面粗糙度较大，导致后续研磨抛光负担较大，产品加工精度完全取决于研磨抛光的精度，因此加工效率依然较低；而且这种组合后的设备体积较大，操作不便。

又如中国专利申请号201210590456.9，申请公布日为2013年3月20日，发明创造名称为：一种高效平面抛光电解研磨工具，该申请案的高效平面抛光电解研磨工具包括平面抛光研磨头安装于电机的旋转轴，平面抛光研磨头的中空连接管上连接有电解液导流管和碳刷，碳刷上连接有导线；平面抛光研磨头包括圆柱形腔体上端安装中空连接管，中空连接管与电机的旋转轴固定连接，圆柱形腔体下端面包裹有研磨用无纺布，研磨用无纺布通过紧固环固定于圆柱形腔体外圆面；圆柱形腔体的下端面为可拆卸的圆盘，圆盘上设有多个电解液小孔，无纺布对应电解液小孔的位置也设有小孔。该申请案将电解与研磨加工相结合，但是电解加工形成的钝化膜需要通过电解液冲刷和研磨用无纺布去除，剥离的钝化膜在一定程度上会影响到研磨的精度和效率，而且需要使用专用的电解抛光液才能实现加工，虽然目前已有相应的电解抛光液，但成本也较高；另外，该电解研磨工具还需要通过加压来实现研磨，一方面加压力量难以保证，另一方面也使工件表面因存在宏观机械作用力而影响加工精度。