專利名稱：螺旋工具電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬的電解加工工具，特別是電解擴孔和電解磨削金屬工件用的螺旋工具電極。
金屬的電解加工設(shè)備，由直流電源、電解槽及其中的電解液、與電解槽連通的電解液循環(huán)系統(tǒng)、工具電極等構(gòu)成。加工時，將工具電極和工件配置固定在電解槽中循環(huán)流動的電解液中，并分別與電源的負(fù)極和正極接通，對工件進(jìn)行電解加工時工具電極只作定向旋轉(zhuǎn)運動。已有的工具電極，由刀桿和與刀桿連成一體的工具頭構(gòu)成，刀桿與電源聯(lián)接，工具頭作電解加工，使用這種工具電極進(jìn)行電解加工時，要求電極必須不斷地緩慢進(jìn)給，并與工件保持0.1～1mm的間隙，在工具電極與工件的間隙中沖入壓力為0.49～1.96MPa、流速大于5m/s的電解液，以使電解產(chǎn)物及時被帶走，才能使加工正常進(jìn)行至達(dá)到要求。因此進(jìn)行電解加工時，必須采用專用設(shè)備，特別需要使用能產(chǎn)生高壓、高流速、大流量且占地面積較大的電解液循環(huán)系統(tǒng)，和大容量直流電源。即使這樣，在加工中，仍然往往出現(xiàn)因電解物未被及時帶走而發(fā)生直流電源短路，灼傷工件表面等質(zhì)量事故。因此，其加工效率和加工精度不高。
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、在加工中旋轉(zhuǎn)時能自動排除電解物，從而能簡化配套設(shè)備，提高加工效率和加工精度的螺旋工具電極。
本實用新型采用將工具電極的工具頭的外周制成螺旋形，成為旋轉(zhuǎn)運動式的工具電極來實現(xiàn)其目的。
本實用新型的螺旋工具電極(參見附圖)，包括具有導(dǎo)電性的刀桿(1)，和與刀桿相聯(lián)的工具頭(2)，在工具頭的外周有螺旋槽(3)及其螺旋棱(4)。
上述的螺旋棱(4)的表面可以有絕緣的磨料層(5)上述的刀桿(1)和工具頭(2)可以呈圓柱形，工具頭的直徑(d)大于刀桿的直徑(D)；可以是工具頭的直徑(d)小于刀桿的直徑(D)；也可以是工具頭的直徑(d)等于刀桿的直徑(D)。
上述的螺旋槽和螺旋棱可以呈左旋形；也可以呈右旋形。
本實用新型的螺旋工具電極，用于由直流電源、電解槽及其中的電解液、與電解槽連通的電解液循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成的電解加工設(shè)備中。進(jìn)行電解加工時，螺旋工具電極高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)用于電解擴孔加工，和電解加工圓柱面、孔表面、平面、曲面等時，螺旋工具的工具頭與被工件表面呈互不接觸的小間隙配合，而進(jìn)行電解加工。當(dāng)用于電解磨孔加工，和電解磨削圓柱面，孔表面、平面、曲面等時，螺旋工具電極的工具頭的絕緣的磨料層與工件表面相接觸，而進(jìn)行電解磨削加工。在上述兩種工作狀態(tài)時，螺旋工具電極在電機帶動下高速旋轉(zhuǎn)，由于螺旋工具電極的工具頭的螺旋槽結(jié)構(gòu)，使工具頭與工件表面形成“螺桿泵”結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生“螺桿泵效應(yīng)”，對加工間隙中的電解液進(jìn)行強力攪動和增壓，使加工間隙中的流場非常均勻，特別是能使電解液對加工表面所產(chǎn)生的電解物有強力的沖刷和“排屑”作用。此外，工具頭上的螺旋槽還具有“容屑”作用，避免在小間隙下發(fā)生電源短路，燒傷工件表面的質(zhì)量事故。
由于電場強度與兩極距離成反比，即兩極間距離越近，電流密度越大，所以，電解擴孔時，電解作用主要發(fā)生在工具頭的螺旋棱與工件之間，即螺旋棱主要起電解作用，螺旋槽起增強電解液循環(huán)及“容屑”的作用。而電解磨削時，由于工具頭的螺旋棱的磨料層與工件絕緣，所以電解作用主要發(fā)生在螺旋槽與工件之間，即螺旋槽主要起電解作用，以及增強電解液循環(huán)和“容屑”作用。在上述的電解擴孔和電解磨削中，工件表面在工作瞬間被電解成“螺旋面”狀，由于刀具不斷地旋轉(zhuǎn)，使工件表面被“繼續(xù)電解”，故采用直流電源同樣具有“脈沖電解加工”的優(yōu)良效果。
本實用新型的上述結(jié)構(gòu)，使其具有如下的優(yōu)點和效果。
一、本實用新型的螺旋槽、螺旋棱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，能產(chǎn)生“螺桿泵效應(yīng)”，而無需采用通常電解加工所需的高壓、高流速、大流量電解液循環(huán)系統(tǒng)，而且流場均勻，能簡化通常電解加工中所需的復(fù)雜的電解液循環(huán)系統(tǒng)等配套設(shè)備，并無需配用大容量直流電源，有利于加工穩(wěn)定性、加工精度、生產(chǎn)效率的提高，也有利于機床防腐維護(hù)和設(shè)備成本的降低。
二、本實用新型的能在電解加工中的作旋轉(zhuǎn)運動的圓柱形結(jié)構(gòu)和螺旋槽結(jié)構(gòu)，具有“容屑”和“排屑”作用，即使在小的加工間隙下也不易發(fā)生短路，不易燒傷工件表面。從而能使加工精度顯著提高。
三、本實用新型的能在電解加工中的作旋轉(zhuǎn)運動的圓柱形結(jié)構(gòu)，由于在電解加工過程中，電解工具電極與工件間距離小處電流密度大，電解作用明顯，只要時間足夠，經(jīng)過短時間如3～5分鐘電解后，工件與旋轉(zhuǎn)運動的本工具電極的距離將趨于相等，使加工后的工件孔圓度誤差幾乎為零。因此，無論工件孔、本工具電極的外圓是否有圓度誤差，工件孔安裝位置與本工具電極的回轉(zhuǎn)中心是否重合，幾乎都不影響加工后的工件孔圓度，本實用新型具有加工圓度誤差特別小的優(yōu)點。
本螺旋工具電極，可以制成右旋電解擴孔螺旋工具電極、和左旋電解擴孔螺旋工具電極。用于電解加工工件的外圓柱面、內(nèi)圓柱面、平面、曲面等。
本螺旋工具電極，可以分別在右旋電解擴孔螺旋工具電極、和左旋電解擴孔螺旋工具電極的螺旋棱上制出磨料層，成為右旋電解磨削螺旋工具電極、左旋電解磨削螺旋工具電極。用于電解磨削加工工件的外圓柱面、內(nèi)圓柱面、平面、曲面等。
本實用新型的螺旋工具電極，特別適宜加工超硬難加工材料，和薄壁材料；特別適宜加工直徑為2mm左右的小孔。
下面，再用實施例及其附圖對本實用新型作進(jìn)一步地說明。
附圖的簡要說明。


圖1是本實用新型的一種螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示右旋電解擴孔螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)。
圖2是本實用新型的一種螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示左旋電解擴孔螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)。
圖3是本實用新型的一種螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示右旋電解磨削螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)。
圖4是本實用新型的一種螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)示意圖。顯示左旋電解磨削螺旋工具電極的結(jié)構(gòu)。
圖5是圖3的A局部軸向剖面圖。顯示磨料層的結(jié)構(gòu)。
圖6是
圖1、圖3的右旋螺旋工具電極，在電解加工設(shè)備中的配套安裝及加工示意圖。
圖7是圖2、圖4的左旋螺旋工具電極，在電解加工設(shè)備中的配套安裝及加工示意圖。
實施例本實用新型的一種螺旋工具電極，如附圖所示。由刀桿和工具頭構(gòu)成。刀桿1和工具頭2選用通常的導(dǎo)電材料，如通常的碳鋼，制成圓柱形的一體結(jié)構(gòu)。刀桿1的直徑d可以等于工具頭的直徑D，也可以是大于工具頭的直徑D，還可以是小于工具頭的直徑D。
在工具頭2的外周，制出螺旋槽3，從而相應(yīng)形成螺旋棱4。螺旋槽3，和螺旋棱4可以制成如
圖1的右旋向而成為右旋電解擴孔螺旋工具電極，也可以制成如圖2的左旋向而成為左旋電解擴孔螺旋工具電極。
在上述右旋電解擴孔螺旋工具電極，和左旋電解擴孔螺旋工具電極的工具頭2外周的螺旋棱4的表面上，采用通常的方法，如鍍涂工藝，并用通常的絕緣的磨料，制出磨料層5。分別制成如圖3的右旋電解磨削螺旋工具電極，和如圖4的左旋電解磨削螺旋工具電極。
使用本螺旋工具電極采用由直流電源6、電解槽7及其中的電解液8、與電解槽7連通的電解液循環(huán)系統(tǒng)9構(gòu)成的電解加工機床。將金屬材料的工件10裝夾在電解槽2中的工件夾具11中，接直流電源6的正極。再將本螺旋工具電極12的刀桿1夾裝在電解機床的主軸的彈簧夾頭中，彈簧平頭與電極頭相聯(lián)，并呈絕緣地與電解加工機床的主軸相聯(lián)，電極頭接直流電源6的負(fù)極，(圖中均未表示)。進(jìn)行電解加工時，調(diào)整機床使螺旋工具電極12進(jìn)入工件10適當(dāng)深度，使工具頭2與工件10浸入電解液并呈加工間隙配合，加工間隙由電解液循環(huán)系統(tǒng)9供給充足的電解液，接通直流電源6，工件10的金屬不斷被電解腐蝕，電解物被電解液帶走，在一定的電規(guī)準(zhǔn)下，控制加工時間即可達(dá)到相應(yīng)加工要求。
當(dāng)使用右旋電解擴孔螺旋工具電極、或右旋電解磨削螺旋工具電極時，電解加工機床驅(qū)動本工具電極如圖6中所示，沿M向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)使用左旋電解擴孔螺旋工具電極、或左旋電解磨削螺旋工具電極時，電解加工機床驅(qū)動本工具電極如圖7中所示，沿N向旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)使用右旋電解擴孔螺旋工具電極、左旋電解擴孔螺旋工具電極進(jìn)行電解加工時，本工具電極與工件之間應(yīng)有適當(dāng)大的加工間隙，保證二者不相接觸。
當(dāng)使用右旋電解磨削螺旋工具電極、左旋電解磨削螺旋工具電極進(jìn)行電解加工時，由于磨料層為絕緣層，本工具電極的磨料層的表面應(yīng)與工件相接觸。
權(quán)利要求1.螺旋工具電極，包括具有導(dǎo)電性的刀桿(1)，和與刀桿相聯(lián)的工具頭(2)，其特征在于工具頭的外周有螺旋槽(3)及其螺旋棱(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋工具電極，其特征在于所說的螺旋棱(4)的表面有絕緣的磨料層(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋工具電極，其特征在于所說的刀桿(1)和工具頭(2)呈圓柱形，工具頭的直徑(d)大于刀桿的直徑(D)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋工具電極，其特征在于所說的刀桿(1)和工具頭(2)呈圓柱形，工具頭的直徑(d)小于刀桿的直徑(D)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋工具電極，其特征在于所說的刀桿(1)和工具頭(2)呈圓柱形，工具頭的直徑(d)等于刀桿的直徑(D)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述螺旋工具電極，其特征在于所說的螺旋槽和螺旋棱呈左旋形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述螺旋工具電極，其特征在于所說的螺旋槽和螺旋棱呈右旋形。
專利摘要本實用新型涉及金屬的電解加工工具。旨在解決已有工具電極加工精度不高且必須配備能產(chǎn)生高壓、高流速電解液流的電解液循環(huán)系統(tǒng)等問題。本螺旋工具電極包括具有導(dǎo)電性的刀桿1,和與刀桿相聯(lián)的工具頭2,在工具頭的外周有螺旋槽3及其螺旋棱4。在螺旋棱的表面可有絕緣的磨料層5。具有結(jié)構(gòu)簡單、在加工中能排除電解物,能簡化配套設(shè)備,提高加工效率和加工精度等優(yōu)點。特別適宜加工超硬、薄壁材料,和小孔表面。
文檔編號C25C7/02GK2362870SQ9824999
公開日2000年2月9日 申請日期1998年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月30日
發(fā)明者卓開富 申請人:新都縣太特實業(yè)有限責(zé)任公司