[发明专利]用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置及方法，包括工件阳、工具阴极、绝缘层、夹持架、滑块、螺栓、密封垫、抽液管、压紧螺钉，有效解决了电解加工内部结构时电解产物及气泡难以排出的问题；绝缘层沿工件阴极轴线方向等距固定分布确保了加工过程中工具阴极与工件阳极的绝缘；工件阳极通过夹持架、滑块以及螺栓装夹；通过连接管连接抽液管和抽吸泵将工件阳极内部结构中的电解液抽出，并带出电化学反应过程产生的气泡和电解产物；在加工时，隔一段时间移动工具阴极一段距离使原来被绝缘层屏蔽电场的区域得到加工，从而实现了对整个内部结构的电解光整加工；本发明能够在电解光整加工内部结构时将电解液从内部结构中抽出，带走电解加工过程中产生的气泡与电解产物，实现对整个内部结构表面的电解光整加工。

技术领域

本发明涉及一种用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置及方法，属于电解加工装备领域。

背景技术

增材制造技术是当今世界科技强国竞相发展的一项关键核心技术,为航空航天等领域高性能金属构件的设计与制造开辟了新的工艺技术途径。航空航天金属构件兼具轻量化、难加工、高性能等特征。其中航空航天发动机中部分构件存在内部结构；而利用增材制造来制备这类构件内部结构的表面质量难以保证，且存在大量未熔合的粉末，更加恶化了其表面质量，使得其构件难以达到航空航天发动机的使用要求；这也限制了增材制造在航空航天领域的进一步发展。传统机械光整方法难以光整加工这种复杂多变的内部结构。

电解加工是一种基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法。由于电解加工属于非接触式加工，具有较高的灵活性和加工柔性，只需必要的绝缘手段确保构件和阴极不接触就可对增材制造构件的内部结构进行光整加工；但是由于内部结构的密闭性，在电解加工过程中存在气泡以及电解产物难以排出内部结构，加之绝缘手段亦会对电解液的流动产生一定的阻碍，因此常规的冲液方式难以将电解产物排出并更新电解液，这会阻碍内部结构表面与电极之间电化学反应的进行。

为了解决气泡以及电解产物难以排出内部结构的问题，本专利提出了一种用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置及方法。将整个加工装置浸没在电解液中，通过连接管连接抽吸泵和抽液管，将电解液从加工区域抽出，同时带走在内部结构中电化学反应产生的气泡以及电解产物；从而更新电极与内部结构表面的电解液环境，保证电化学反应的有序进行。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置。旨在通过抽吸泵将电解液从加工区域抽出，同时带走在内部结构中电化学反应产生的气泡以及电解产物；从而更新电极与内部结构表面的电解液环境，保证电化学反应的有序进行。

一种用于光整内部结构的抽吸式电解加工装置，其特征在于：包括夹持装置、工具阴极、抽液管、连接管、抽吸泵、电源；抽液管的第一端具有外耳边；待加工的工件阳极内部结构有电解液入口和电解液出口；工具阴极放置在工件阳极内部结构处；工具阴极的外层沿轴线方向按等距分布方式设置绝缘层，绝缘层和工件阳极内部结构具有间隙；上述夹持装置包括夹持架、滑块、螺栓、压紧螺钉和密封垫；其中夹持架包括底座，底座的左、右两端分别设置有左顶块和右顶块，夹持架的右部还设置水平滑槽，上述滑块安装于水平滑槽上；工件阳极安装于左顶块与滑块之间；上述密封垫和抽液管的外耳边依次位于工件阳极底部与夹持架底座之间；抽液管第一端的端口与密封垫通孔的大小相同，且均比工件阳极内部结构出液口大；上述螺栓从右顶块右侧穿过右顶块上的螺纹孔与滑块右端部配合后用于工件水平方向夹紧；上述压紧螺钉从夹持架底部的螺纹孔穿出使抽液管的外耳边以及密封垫与工件顶紧，使抽液管第一端的端口与工件阳极的电解液出口对接并密封；上述抽液管的第二端通过连接管与抽吸泵相连。