一种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔的装置

摘要

本发明属于特种加工领域，涉及一种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔的装置。该装置结构如下：电极支承架对称固定于固定工作台的两端，直线导轨对称安装于固定工作台上，处于两电极支承架之间；移动工作台安装于直线导轨上，直线电机安装于固定工作台和移动工作台之间，并处于两直线导轨之间；支承板并排均布固定于移动工作台上，支承板侧面水平安装两个轴承轮；支承板上安装有压板，一个压板侧面上安装胶轮，其余压板的侧面安装轴承轮，胶轮与步进电机联接，两动密封装置正对安装于电极支承架立板上。电极穿过工件内孔，跨过两个电极支承架，并通过螺纹拉紧。本发明结构简单紧凑，可以实现细长轴类零件经济、平稳、精密的加工要求。

说明书

技术领域

本发明属于特种加工领域，涉及一种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔 的装置。

背景技术

细长孔在航空航天等领域有广泛的应用。目前对细长孔的加工主要采用深 孔钻等机械加工方法，但不锈钢、钛合金等难加工材料的细长孔很难用机械加 工来实现，特别是阶梯孔更是难以加工。常规机械加工方法在加工细长孔存在 加工轴线易歪斜，刀杆刚度差，刀具散热差，容易磨损，排屑难等问题。电化 学加工方法不产生机械力，加工刀具不易变形和磨损，可以加工硬脆材料，加 工精度高，表面质量好。因此若将电化学法广泛的应用于细长孔加工中，有望 解决细长孔机械加工的相关问题。

在工程应用中，很多轴类零件需要阶梯孔和变径孔。特别的，对于细长孔 结构，由于其加工可达性及刚性较差，一般的机械加工方法很难完成加工要求。 因此对于阶梯孔，变径孔，不规则内孔等结构可通过电化学加工方法来实现。 但目前缺少一种简单、经济、精密的电化学加工方法来实现细长孔中部扩孔等 特殊位置孔的加工。

发明内容

本发明的目的是弥补细长孔中部扩孔等特殊位置孔的加工的不足，发明一 种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔的装置，需要加工的轴类零件通过动密 封装置固定于电极支承架上，步进电机带动轴类工件旋转，电极穿过工件并拉 紧，加工时，电极不动，工件旋转并在移动平台的驱动下水平移动，实现细长 轴类零件扩孔的加工要求。

本发明采取的技术方案是一种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔的装 置，该装置主要包括动密封装置1、压板2、步进电机4、胶轮5、电极支承架6、 固定工作台7、直线导轨8、移动工作台9、直线电机10、支承板11、轴承轮 12和电极13；固定工作台7安装于台面上，电极支承架6呈三角形结构，由三 角形立板和底板构成，三角形立板和底板之间有加强筋；两电极支承架6对称 固定于固定工作台7的两端，两直线导轨8对称安装于固定工作台7上，处于 两电极支承架6之间；移动工作台9安装于两直线导轨8上，直线电机10安装 于固定工作台7和移动工作台9之间，并处于两直线导轨8之间；不少于3个 支承板11并排均布固定于移动工作台9上，支承板11的数量根据所加工轴类 零件的长短以及刚性而定，每个支承板11侧面水平安装两个轴承轮12，水平支 撑工件；支承板11上安装有压板2，其中一个压板2的侧面上安装胶轮5，其 余压板2的侧面安装轴承轮12，支承板11上的轴承轮12和压板2上的轴承轮 12构成三角形结构，以及支承板11上的轴承轮12和压板2上的胶轮5构成三 角形结构，该三角形结构用于夹住工件3，胶轮5与步进电机4联接，步进电机 4驱动胶轮5，胶轮5带动工件3作周向旋转，在移动工作台9的驱动下，工件 3可以实现水平移动，两个动密封装置1正对安装于电极支承架6立板上，在工 件移动的同时起密封作用。电极13穿过工件内孔，跨过两个电极支承架6，并 通过螺纹拉紧。在加工时，电极13不动，工件3旋转并水平移动实现细长孔的 扩孔加工，加工时采用高频脉冲电源。

本发明的有益效果是工件通过轴承轮支承夹紧，可以实现细长轴类零件平 稳旋转，加工时电极被拉紧固定，工件在导轮和移动工作台的作用下可以同时 实现旋转和水平移动，工件两端通过动密封密封，保证工件在旋转和水平移动 的同时保证密封性，这种加工形式可以实现细长轴类零件经济，稳定，精密的 加工。

附图说明

图1是本发明的整体装配图。

图2是本发明动密封部分的剖视图。

图3是本发明轴承轮三角形结构的示意图。

图4是本发明轴承轮、胶轮三角形结构的示意图。

图中：1动密封装置；2压板；3工件；4步进电机；5胶轮；6电极支承架； 7固定工作台；8直线导轨；9移动工作台；10直线电机；11支承板； 12轴承轮；13电极。

具体实施方法

下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。本实施例是电 极被拉紧固定，细长轴类工件两端通过动密封装置密封，中部胶轮支承，并进 行旋转和水平移动，实现扩孔加工。

如图1～4所示，电化学精密扩孔装置包括动密封装置1、压板2、步进电机 4、胶轮5、电极支承架6、固定工作台7、直线导轨8、移动工作台9、直线电 机10、支承板11、轴承轮12、电极13；固定工作台7安装于大理石台面上， 电极支承架6由一个三角形立板和底板构成，立板和底板通过焊接成90°连接， 并在之间对称设置两个加强筋，电极支撑架6通过螺钉正对固定于固定工作台7 的台面上，直线导轨8对称安装于固定工作台7台面上，并对称处于两电极支 撑架6之间，移动工作台9安装于两个对称均布的直线导轨8上，直线电机10 安装于固定工作台7和移动工作台9之间，并处于两直线导轨8中间，三个支 承板11通过螺钉均布并排固定于移动工作台9上，每个支承板11侧面上水平 安装两个轴承轮12，起到支承和导向工件3旋转的作用，三个压板2分别与三 个支承板11配合安装，两个压板2上分别安装一个轴承轮12，中间压板2上安 装一个胶轮5，支承板11上的轴承轮12和压板2上的轴承轮12以及支承板11 上的轴承轮12和压板2上的胶轮5构成三角形结构夹住工件3，胶轮5与一个 步进电机4联接，步进电机4驱动胶轮5，胶轮5带动工件3作周向旋转，在移 动工作台9的驱动下，工件3可以实现水平移动，两个动密封装置1正对安装 于电极支承架6立板上，在工件移动同时起密封作用。电极13穿过工件内孔， 跨过两个电极支承架6，并通过螺纹拉紧。在加工时，电极13不动，工件3旋 转并水平移动实现细长孔的扩孔加工，加工时采用高频脉冲电源。

装夹时，工件3通过动密封装置1固定安装于两个电极支承架6之间，支 承板11上的两个轴承轮12支承工件3，压板2通过螺钉安装于支承板11之上， 两个压板2上的轴承轮12压住工件3，支承板11和压板2上的三个轴承轮12 构成三角形结构夹住工件3，使细长轴类零件在加工过程中保证平稳，如图3所 示，中间位置的压板2上安装一个胶轮5，胶轮5联接一个步进电机4，在步进 电机4的驱动下，胶轮5旋转并带动工件3作周向旋转，如图4所示，在移动 工作台9的驱动下，工件3同时可以实现水平移动，动密封装置1可以保证工 件3在旋转和水平移动过程中的密封性，不让电解液溢出，电极13穿过工件3 内孔并被拉紧固定于两个电极支承架6之间。

在加工时，电极13不动，工件3旋转并水平移动实现细长轴类零件的扩孔 加工，加工时采用高频脉冲电源，保证电化学加工的精度。生产加工前，根据 理论计算和工艺试验，确定工件旋转、水平移动以及加工参数的最优组合。

本发明所述的一种对细长内孔进行脉冲电化学精密扩孔的装置，结构简单， 紧凑。加工时，工件通过一系列轴承轮和胶轮支承夹紧，可以实现细长轴类零 件平稳旋转移动，加工时电极被拉紧固定，保证电极的形状精度，工件在轴承 轮、胶轮和移动工作台的作用下可以同时实现旋转和水平移动，工件两端通过 动密封装置密封，保证工件在旋转和水平移动时的密封性，这种加工形式可以 实现细长轴类零件经济，稳定，精密的加工。