[发明专利]一种电解加工气缸套表面微织构的装置及方法

说明书

本发明提供一种电解加工气缸套表面微织构的装置，包括电解池；上料机构，输送管的一端插入到电解池中，伸缩软管连接于输送管之间，离心泵设置在输送管插入到电解池一端的端口上部；输送管与阴极相连的一端固定在步进电机Ⅰ上，通过直线模组带动阴极做往复运动，对气缸套长度方向的微织构进行电解加工；直流电源；旋转机构，用于对所述气缸套进行360°旋转，实现对整个内表面的加工。本发明还公开了上述装置的加工方法。本发明采用电解液喷淋加工的方式，使电解液能够充分循环流动，提升了微织构的加工质量；通过两台步进电机分别控制阴极的往复运动和气缸套的旋转运动，实现了对气缸套内表面微织构的定向加工，提高了微织构的加工质量和加工效率。

技术领域

本发明属于电解加工领域，尤其涉及一种电解加工气缸套表面微织构的装置及方法。

背景技术

气缸套作为机械设备的常用零部件之一，在内燃机、压缩机等设备上发挥着重要的作用，其摩擦学性能的好坏对设备的正常运转有重要影响。研究表明，在气缸套表面加工出具有一定形状的微织构能够起到以下作用：存储润滑剂，作为润滑剂的二次来源；为摩擦面提供额外的流体动压，降低摩擦面的直接接触面积；存储磨粒，减少磨损。

现阶段，气缸套表面微织构的加工技术主要有激光加工、电火花加工、机械加工和电解加工等。激光加工是现阶段加工微织构的常用方法，但在加工过程中会使材料的表面性能发生变化同时还会引起翻边现象；电火花加工具有电极寿命短，加工精度以及效率低等缺点；机械加工过程中，由于刀具与工件之间存在机械作用力，容易导致刀具变形以及毛刺产生；电解加工技术具有非接触、与材料硬度无关、材料性能无变化、工具电极无损耗等特点，更适用于气缸套表面的微织构加工。

目前电解加工微织构存在以下几方面问题：使用浸没加工的方式，即工件浸没在电解液中，这种加工方式会导致工件过度腐蚀，同时也不利于电解液充分循环流动以带走电解产物；电解液流场在工件表面分布不均匀，导致微织构阵列的尺寸不均；电解加工主要是在平面上进行的，而对于弧形面以及圆柱内表面微织构加工的研究鲜有报道。

因此，开展气缸套内表面微织构的电解加工装置的研究，不仅对于异形表面微织构的加工具有重要的借鉴意义，而且在提升摩擦部件的减摩耐磨性能方面具有重要的应用价值。

发明内容

根据上述提出的如何改善其在加工过程中摩擦磨损性能的技术问题，而提供一种电解加工气缸套表面微织构的装置及方法。本发明主要采用电解液喷淋的加工方式，使电解液能够充分循环流动，通过提升电解液流场的均匀性来提升微织构阵列的均匀性；进而实现在气缸套内表面加工微织构阵列，提高加工质量和加工效率。

本发明采用的技术手段如下：

一种电解加工气缸套表面微织构的装置，其特征在于，包括：

电解池，用于盛装电解液；

上料机构，用于将所述电解池内的电解液输送到气缸套内进行电解加工；所述上料机构包括离心泵、伸缩软管、输送管和步进电机Ⅰ，所述输送管的一端插入到所述电解池中，所述伸缩软管连接于所述输送管之间，所述离心泵设置在所述输送管插入到所述电解池一端的端口上部；所述输送管与阴极相连的一端固定在所述步进电机Ⅰ上，通过直线模组带动设置在所述气缸套内部的阴极做往复运动，对所述气缸套长度方向的微织构进行电解加工；

直流电源，用于提供电流与电解液形成回路对所述气缸套内进行电解加工，其正极与作为阳极的所述气缸套相连，负极与所述阴极相连，电源电压为0～30V可调；

旋转机构，用于对所述气缸套进行360°旋转，实现对整个内表面的加工，所述旋转机构包括与所述气缸套尾端固接的卡盘和与所述卡盘相连的步进电机Ⅱ，所述步进电机Ⅱ通过带动所述卡盘旋转从而带动所述气缸套旋转一定角度，实现对该角度下的气缸套长度方向的微织构加工。