本發(fā)明涉及一種電解加工通孔的方法及裝置，更具體地說，涉及一種防止電解加工孔穿通短路的方法及裝置。

背景技術(shù)：

電解加工具有工具陰極無損耗、無切削力、加工不受材料切削性能影響、以及加工精度、效率高等特點，特別適合于難加工材料的小孔、深孔和異形孔加工。電解加工孔過程包括三個階段：第一階段為加工初始工具陰極以一定的初始間隙定位于工件上表面，電解液從工具陰極內(nèi)孔流出，沿工件表面向四周擴散，開啟加工電源，工件材料開始蝕除；第二階段為工具陰極持續(xù)進給，加工進入穩(wěn)定狀態(tài)，電解液從工具陰極與加工孔的側(cè)面間隙內(nèi)流出，隨著加工深度的增大，電解產(chǎn)物的排出逐漸困難；第三階段為孔穿通時，絕大部分電解液從孔底部流出，極少部分沿著側(cè)面間隙流出，此時，孔出口未完全加工成形，端面間隙部分區(qū)域出現(xiàn)電解液流動死區(qū)，工具陰極繼續(xù)進給，導(dǎo)致工具陰極和工件直接碰上發(fā)生短路，從而燒傷工具陰極，造成加工無法正常進行，導(dǎo)致孔的加工精度降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電解加工通孔在穿通時存在陰極與工件接觸短路而造成陰極燒傷、加工無法正常進行的不足，提供一種防止電解加工孔穿通短路的方法及裝置，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，利用電解陰極穿通工件時向穿通位置施加反流對沖的電解液，使孔在穿通時電解液依然從電解加工間隙流出，從而避免在穿通位置出現(xiàn)電解液流動死區(qū)而導(dǎo)致電解陰極與工件接觸短路，避免了電解陰極短路燒傷，節(jié)約了經(jīng)濟成本，并保證了電解加工孔穿通時的穩(wěn)定性及孔的加工精度，具有通用性強、適用范圍廣等特點。

2.技術(shù)方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的方法，

(a)在工件上利用電解陰極電解加工通孔過程中，實時檢測電解加工電流變化；

(b)在檢測到電解加工電流突然變化而下降時，判斷為電解陰極即將穿通工件；

(c)在電解陰極即將穿通工件時，在工件上電解加工孔的穿通位置施加反流對沖的電解液，以使孔在穿通時電解液依然從電解加工間隙流出，避免在穿通位置出現(xiàn)電解液流動死區(qū)而導(dǎo)致電解陰極與工件接觸短路。

本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的裝置，包括電解加工系統(tǒng)、電解液循環(huán)系統(tǒng)和短路控制系統(tǒng)，所述的電解加工系統(tǒng)包括電解陰極和脈沖電源，所述的脈沖電源的負極接電解陰極，正極接工件；所述的電解液循環(huán)系統(tǒng)包括電解液池和泵送裝置，所述的泵送裝置的輸出端接電解陰極的電極流道，電解液經(jīng)電解液回流口返回電解液池；所述的短路控制系統(tǒng)包括單片機控制器、電流傳感器、調(diào)速閥和電解液反流腔，所述的單片機控制器與脈沖電源電連接，單片機控制器通過電流傳感器接工件，所述的電解液反流腔設(shè)于工件上電解加工孔的穿通位置處，且電解液反流腔通過調(diào)速閥與泵送裝置相連接，所述的調(diào)速閥的控制端與單片機控制器相連接；

所述的電流傳感器實時檢測電解加工電流變化，并將檢測到的電流變化信息反饋給單片機控制器，所述的單片機控制器在電解加工電流突然變化而下降時，通過調(diào)速閥向電解液反流腔內(nèi)通入與電解陰極內(nèi)的電解液反流對沖的電解液，使孔在穿通時電解液從電解加工間隙流出并返回電解液池。

更進一步地，所述的電解陰極安裝于電解液分配腔上，所述的電解陰極的電極流道與電解液分配腔相連通。

更進一步地，所述的電解陰極為單孔加工電極或陣列孔加工電極。

更進一步地，所述的電流傳感器的精度等級小于1.0％f.s，線性度小于0.2％，響應(yīng)時間小于5μs。

更進一步地，所述的泵送裝置包括粗過濾器、主泵、主閥、流量計和精過濾器，所述的粗過濾器、主泵、主閥、流量計和精過濾器依次連接，所述的粗過濾器的進液端接電解液池，所述的精過濾器的出液端分別接電解陰極的電極流道和調(diào)速閥的進液口。

更進一步地，所述的泵送裝置的電解液壓力保持在0.5mpa以上。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的方法及裝置，利用電解陰極穿通工件時向穿通位置施加反流對沖的電解液，使孔在穿通時電解液依然從電解加工間隙流出，從而避免在穿通位置出現(xiàn)電解液流動死區(qū)而導(dǎo)致電解陰極與工件接觸短路，避免了電解陰極短路燒傷，節(jié)約了經(jīng)濟成本，并保證了電解加工孔穿通時的穩(wěn)定性及孔的加工精度，具有通用性強、適用范圍廣等特點；

(2)本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的裝置，適用性強、簡單高效、可控性好，在現(xiàn)有電解加工孔的設(shè)備上加裝方便，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的方法及裝置的原理示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：

1、電解液分配腔；2、電解陰極；2-1、電極流道；3、工件；3-1、電解加工間隙；4、電解液反流腔；4-1、反流進口；5、電解液池；6、粗過濾器；7、主泵；8、主閥；9、流量計；10、精過濾器；11、調(diào)速閥；12、電解液回流口；13、脈沖電源；14、單片機控制器；15、電流傳感器。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。

實施例

結(jié)合圖1所示，本實施例的一種防止電解加工孔穿通短路的方法，具體如下：

(a)在工件3上利用電解陰極2電解加工通孔過程中，實時檢測電解加工電流變化；

(b)根據(jù)電解加工電流變化情況判斷電解加工孔的進度，在檢測到電解加工電流突然變化且下降時，則判斷為電解陰極2即將穿通工件3；

(c)在電解陰極2即將穿通工件3時，在工件3上電解加工孔的穿通位置施加與電解陰極2內(nèi)的電解液反流對沖的電解液，以使孔在穿通時電解液依然從電解加工間隙3-1流出，避免在穿通位置出現(xiàn)電解液流動死區(qū)而導(dǎo)致電解陰極2與工件3接觸短路。

本實施例的一種防止電解加工孔穿通短路的方法，利用電解陰極2穿通工件3時，向穿通位置施加與電解陰極2內(nèi)的電解液流向相反且對沖的電解液，避免電解陰極2電極流道2-1內(nèi)的電解液從穿通位置流失而無法從加工間隙3-1中流出，從而保證了穿通位置處的正常電解加工，有效避免了電解陰極2與工件3因穿通位置材料蝕除不完全而接觸短路，保護了電解陰極2不被燒傷，節(jié)約了經(jīng)濟成本，并保證了電解加工孔穿通時的穩(wěn)定性及孔的加工精度，具有通用性強、適用范圍廣等特點，不僅適用于直孔電解加工，也適用于斜孔加工。

接續(xù)圖1所示，基于上述方法，本實施例的一種防止電解加工孔穿通短路的裝置，包括電解加工系統(tǒng)、電解液循環(huán)系統(tǒng)和短路控制系統(tǒng)，其中：

電解加工系統(tǒng)包括電解陰極2和脈沖電源13，脈沖電源13的負極接電解陰極2，脈沖電源13的正極接工件3，工件3可固定于工作臺上，電解陰極2在驅(qū)動機構(gòu)帶動下進行進給。

電解液循環(huán)系統(tǒng)包括電解液池5和泵送裝置，泵送裝置的輸出端接電解陰極2的電極流道2-1，電解液經(jīng)電解液回流口12返回電解液池5，泵送裝置將電解液池5內(nèi)的電解液輸送至電解陰極2的電極流道2-1，并通過電解液回流口12返回電解液池5，形成電解液循環(huán)。在本實施例中，上述的泵送裝置包括粗過濾器6、主泵7、主閥8、流量計9和精過濾器10，粗過濾器6、主泵7、主閥8、流量計9和精過濾器10依次通過管道連接，粗過濾器6的進液端接電解液池5，精過濾器10的出液端接電解陰極2的電極流道2-1，在上述泵送裝置的作用下，電解液經(jīng)過過濾后循環(huán)使用，高效節(jié)能。并且，泵送裝置的電解液壓力保持在0.5mpa以上較佳，有利于將電解產(chǎn)物沖刷帶走，保證電解加工正常進行。

短路控制系統(tǒng)包括單片機控制器14、電流傳感器15、調(diào)速閥11和電解液反流腔4，單片機控制器14與脈沖電源13電連接，單片機控制器14通過電流傳感器15接工件3，用于檢測電解加工中電流的變化情況，電解液反流腔4設(shè)于工件3上電解加工孔的穿通位置處，電解液反流腔4與工件3需要形成密閉腔體，防止電解液外泄，且電解液反流腔4上設(shè)有反流進口4-1，該反流進口4-1通過調(diào)速閥11與泵送裝置相連接，具體地，調(diào)速閥11的進液口接精過濾器10的出液端，調(diào)速閥11的控制端與單片機控制器14相連接；在電解加工孔過程中，電流傳感器15實時檢測電解加工電流變化，并將檢測到的電流變化信息反饋給單片機控制器14，單片機控制器14在電解加工電流突然變化而下降時，通過調(diào)速閥11向電解液反流腔4內(nèi)通入電解液，充滿整個電解液反流腔4，并且在電解陰極2穿通工件3時，形成與電解陰極2內(nèi)的電解液反流對沖的電解液流(如圖1中箭頭所示)，使孔在穿通時電解液從電解加工間隙3-1流出并返回電解液池5。這樣，在孔穿通時，電解液始終從加工間隙3-1中流出，形成穩(wěn)定的電解液循環(huán)流道，使穿通位置無電解液流動死區(qū)，保證了電解加工正常進行，提高了孔的加工穩(wěn)定性和精度。

在本實施例中，電解陰極2安裝于電解液分配腔1上，電解陰極2的電極流道2-1與電解液分配腔1相連通，采用電解液分配腔1固定安裝電解陰極2，可設(shè)置不同尺寸和形狀的電解陰極2進行加工，滿足不同形狀及大小的孔的加工要求。并且，電解陰極2可為單孔加工電極或陣列孔加工電極，如圖1中所示的陣列孔加工電極，將陣列孔加工電極固定在電解液分配腔1上，便于電解液在各個電極柱上進行均勻分配。

另外，為了進一步提高電解加工的穩(wěn)定性，在本實施例中優(yōu)選地，電流傳感器15的精度等級小于1.0％f.s，線性度小于0.2％，響應(yīng)時間小于5μs，保證短路控制系統(tǒng)能夠快速準確響應(yīng)，提高了電解加工的穩(wěn)定性和準確性。另外，在本實施例中，當(dāng)電解陰極2穿通工件3時，短路控制系統(tǒng)在電解液反流腔4內(nèi)形成“反流對沖”電解液的時間不超過15μs最佳，從而有效避免了因系統(tǒng)響應(yīng)延遲而導(dǎo)致電解陰極2與工件3接觸短路的問題。

參見圖1所示，本實施例的一種防止電解加工孔穿通短路的裝置，電解加工孔時，電解陰極2一邊向工件3噴射電解液，一邊持續(xù)進給，在孔未穿通時，電解液從加工間隙3-1中流出，將電解產(chǎn)物帶出，進入穩(wěn)定加工狀態(tài)；在此過程中，電流傳感器15實時檢測加工電流的變化情況，當(dāng)加工電流突然下降，此時說明電解陰極2即將穿通工件3，穿通位置的孔未完全加工成型，部分電解液直接從穿通位置流出而使穿通位置的加工間隙3-1處形成電解液流動死區(qū)；此時單片機控制器14接收到電流傳感器15反饋的電流變化信息，迅速控制調(diào)速閥11開啟，電解液經(jīng)調(diào)速閥11進入電解液反流腔4內(nèi)，充滿整個電解液反流腔4，在電解陰極2穿通工件3時，單片機控制器14控制調(diào)速閥11增大反流電解液的壓力和流速，向著穿通出口對沖，使電解液從加工間隙3-1流出而無電解液流動死區(qū)，保證了電解加工孔正常進行，加工出完整的孔型。本實施例的一種防止電解加工孔穿通短路的裝置，適用性強、簡單高效、可控性好，在現(xiàn)有電解加工孔的設(shè)備上加裝方便，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的一種防止電解加工孔穿通短路的方法及裝置，利用電解陰極穿通工件時向穿通位置施加反流對沖的電解液，使孔在穿通時電解液依然從電解加工間隙流出，從而避免在穿通位置出現(xiàn)電解液流動死區(qū)而導(dǎo)致電解陰極與工件接觸短路，避免了電解陰極短路燒傷，節(jié)約了經(jīng)濟成本，并保證了電解加工孔穿通時的穩(wěn)定性及孔的加工精度，具有通用性強、適用范圍廣等特點。

以上示意性地對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性地設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。