本发明专利技术采用一种回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置及方法，属于电解加工技术领域。该装置及方法中：辅助电极片分别位于工件阳极与工具阴极相切处加工区两侧，与凸台表面圆弧线及工具阴极表面保持较小间隙，辅助电极片在电解加工过程中随工具阴极一起以恒定速度进给；工件阳极与电子负载串联后再与辅助电极片并联后与电源正极相连，使得辅助电极片比工件阳极具有更高的电势；具有更高电势的辅助电极片能够吸引来自工具阴极表面的电场，从而消除加工区两侧工件阳极表面及凸台表面的杂散电流，使得电解加工局限于中间的加工区；本发明专利技术的方法及装置对提高回转体表面凸台电解加工表面质量及凸台成型精度有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置及方法
本专利技术采用回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置及方法，属于电解加工
技术介绍
杂散腐蚀是电解加工中的常见问题，通常发生在加工区域周围的非加工区域，由于杂散电流密度通常较小，在加工高温合金、钛合金时很容易出现材料溶解不均匀、点蚀现象，已经成为制约电解加工精度的一个重要因素。如何减少杂散腐蚀以提高电解加工精度已成为电解加工领域中的核心问题之一。在电解加工中，研究人员常通过采用低浓度的NaNO3等钝性电解液、在电解液中混入大量的压缩空气、采用脉冲电源加工等方式来提高电解加工精度。但是仍然有其不足之处，低浓度的钝性电解液、低电导率的混气电解液以及脉冲电解加工都会导致加工效率的降低。近年来，在以上基础之上，研究人员又提出了一些新的解决手段来抑制电解加工中的杂散腐蚀。在专利“型面电解加工复合磁场装置”（申请号200320109822.0申请人西安工业学院，专利技术人范植坚马保吉钟玲陈林贾建利）中，利用磁场与电解加工复合，有效地解决了复杂型面电解加工的精加工问题。在专利“采用双极性电极的微细群坑电解加工方法及其双极性电极”（申请号200810022327.3申请人南京航空航天大学，专利技术人朱荻曲宁松钱双庆李冬林）中，采用带有正负两个极性的电极进行群坑电解加工，利用带正电的辅助电极来减少坑侧壁的杂散电流，从而提高电解加工精度。在专利“辅助电极管电极电解加工方法”（申请号201310199975.7申请人南京航空航天大学，专利技术人房晓龙曲宁松朱荻张玉冬）中，采用带有正电位差的辅助电极进行管电极加工以提高管电极电解加工群孔出口精度。在回转体电极对转式电解加工中（申请号201410547093.X申请人南京航空航天大学，专利技术人朱荻朱增伟王宏睿王登勇），工件阳极与工具阴极间的加工间隙在加工中不断变化，工件阳极回转体表面及凸台表面在对转过程中不可避免存在小电流密度区，导致回转体表面及凸台表面存在溶解不均匀现象，尤其加工钛合金材料时会出现点蚀现象，严重影响电解加工精度。上述专利中复合磁场、双极性电极、辅助电极管都有其局限性，复合磁场装置较为复杂实施比较困难，双极性电极以及辅助电极管都是用于解决孔或坑类零件侧壁的杂散腐蚀问题。为解决电极对转式电解加工中工件阳极回转表面存在的杂散腐蚀问题，有必要设计一种新型辅助电极装置以提高工件表面加工成型质量。
技术实现思路
本专利技术旨在能够有效地抑制回转体表面凸台电解加工的杂散腐蚀，提高电解加工表面质量，设计一种回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置及方法。一种回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置，其特征在于：包括工件阳极、工具阴极、第一辅助电极片）、第二辅助电极片、电源、电子负载、连接板、第一轴、第二轴、第二轴支撑座；所述工件阳极安装于第一轴，工具阴极安装于第二轴；工具阴极表面开有阴极窗口；所述第一辅助电极片）、第二辅助电极片分别位于加工区两侧，上述电极片与工件阳极的凸台表面圆弧线及工具阴极表面保持间隙不接触，并上述电极片与工具阴极的距离小于与工件阳极上凸台的距离；上述电极片通过连接板固定于第二轴支撑座，第二轴支撑座安装于第二轴；所述连接板为不导电的绝缘材料，将第一辅助电极片、第二辅助电极片与工具阴极绝缘；所述工件阳极与所述电子负载串联后与电源正极相连；所述工具阴极与电源负极相连；所述第一辅助电极片）、第二辅助电极片与电源正极相连。所述的回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置，其特征在于：所述第一辅助电极片和第二辅助电极片为电解过程中不易发生电化学溶解的惰性金属材料，或表面涂覆惰性金属材料的钛薄片。利用所述回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置的电解方法，其特征在于包括以下过程：第一轴与第二轴以相同的角速度反方向相对旋转；所述工件阳极表面的凸台是在工件阳极与工具阴极以相同的角速度反方向相对旋转运动及工具阴极的进给运动下逐渐生成，凸台的产生位置与工具阴极表面的阴极窗口对应；加工过程中，将电子负载设定为恒电压模式，使得第一辅助电极片、第二辅助电极片比工件阳极具有更高的电势；由于第一辅助电极）、第二辅助电极片与工具阴极距离更近，且具有更高的电势，吸引来自工具阴极表面的电场，进而消除工件阳极加工区两侧回转面及凸台表面的杂散电流；加工过程中，第一辅助电极片）与第二辅助电极片通过第二轴支撑座与工具阴极一起以恒定速度做向工件阳极的进给运动。本专利技术的有益效果在于：（1）通过给辅助电极施加比工件阳极更高的电势，能够有效改善加工区的电场分布，能够消除工件阳极加工区两侧回转面及凸台表面的杂散电流，使得工件阳极材料只在两辅助电极片之间的很小的加工区域内溶解，提高了电解加工的溶解定域性和凸台成形精度。（2）所使用的辅助电极片为不溶性惰性金属材料，在电解加工过程中不会发生电化学溶解，能够被反复使用，具有很好的经济性和实际应用价值。附图说明图1是回转体表面凸台电解加工及辅助电极装置示意图；图2是未采用辅助电极装置时工件阳极表面电场分布图；图3是采用辅助电极装置时工件阳极表面电场分布图；图中标号名称：1、工件阳极，2、第一轴，3、第一辅助电极片，4、连接板，5、第二轴支撑座，6、第二轴，7、工具阴极,8、阴极窗口，9、第二辅助电极片，10、凸台，11、电源，12、电子负载，13、加工区，14、杂散电流。具体实施方式结合附图说明本专利技术的实施过程：如图1所示，工件阳极1安装于第一轴2，工具阴极7安装于第二轴6，第一轴2与第二轴6以相同的角速度反方向相对旋转；工具阴极7随第二轴6一起向工件阳极1匀速进给；工具阴极7表面开有阴极窗口8；随着工件阳极1与工具阴极7以相同的角速度反方向相对旋转运动及工具阴极7的进给运动，在工件阳极1表面与阴极窗口8对应的位置逐渐加工出凸台10；在工件阳极1与工具阴极7相切处的加工区13两侧分别放置第一辅助电极片3和第二辅助电极片9，辅助电极片3、9通过连接板4固定于第二轴支撑座5上；在加工过程中，辅助电极片3、9随第二轴支撑座5及工具阴极7一起向工件阳极1进给，从而保证辅助电极片3、9与工具阴极7表面始终保持很小的间隙；工件阳极1与电子负载12串联后与电源11正极相连，辅助电极片3、9与电源11正极相连，工具阴极7与电源11负极相连。电子负载在工作时设定为恒电压模式，从而能够保证辅助电极片3、9与工件阳极1之间有稳定的正电势差。图2所示为工件阳极1加工电压Ua=15V，未采用辅助电极装置时工件阳极1表面电场分布图，可以看出工件阳极1加工区13两侧的回转表面及凸台10表面均存在杂散电流14，杂散电流14从工件阳极表面1流出至工具阴极7表面。图3所示为工件阳1加工电压U=20V，电子负载电压ΔU=5V，辅助电极片电压Ub=25V，采用辅助电极装置时工件阳极表面电场分布图，可以看出辅助电极片3、9吸引了来自工具阴极7表面的电场，而由于工件阳极1的电势低于辅助电极片3、9的电势，在工件阳极1加工区13两侧的回转表面及凸台10表面的电流线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置，其特征在于：/n包括工件阳极（1）、工具阴极（7）、第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）、电源（11）、电子负载（12）、连接板（4）、第一轴（2）、第二轴（6）、第二轴支撑座（5）；/n所述工件阳极（1）安装于第一轴（2），工具阴极（7）安装于第二轴（6）；工具阴极（7）表面开有阴极窗口（8）；/n所述第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）分别位于加工区（13）两侧，上述电极片与工件阳极（1）的凸台（10）表面圆弧线及工具阴极（7）表面保持间隙不接触，并上述电极片与工具阴极（7）的距离小于与工件阳极（1）上凸台（10）的距离；上述电极片通过连接板（4）固定于第二轴支撑座（5），第二轴支撑座(5)安装于第二轴（6）；所述连接板（4）为不导电的绝缘材料，将第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）与工具阴极（7）绝缘；/n所述工件阳极（1）与所述电子负载（12）串联后与电源（11）正极相连；所述工具阴极（7）与电源（11）负极相连；所述第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）与电源（11）正极相连。/n
【技术特征摘要】
1.一种回转体表面凸台电解加工的辅助电极装置，其特征在于：
包括工件阳极（1）、工具阴极（7）、第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）、电源（11）、电子负载（12）、连接板（4）、第一轴（2）、第二轴（6）、第二轴支撑座（5）；
所述工件阳极（1）安装于第一轴（2），工具阴极（7）安装于第二轴（6）；工具阴极（7）表面开有阴极窗口（8）；
所述第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）分别位于加工区（13）两侧，上述电极片与工件阳极（1）的凸台（10）表面圆弧线及工具阴极（7）表面保持间隙不接触，并上述电极片与工具阴极（7）的距离小于与工件阳极（1）上凸台（10）的距离；上述电极片通过连接板（4）固定于第二轴支撑座（5），第二轴支撑座(5)安装于第二轴（6）；所述连接板（4）为不导电的绝缘材料，将第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）与工具阴极（7）绝缘；
所述工件阳极（1）与所述电子负载（12）串联后与电源（11）正极相连；所述工具阴极（7）与电源（11）负极相连；所述第一辅助电极片（3）、第二辅助电极片（9）与电源（11）正极相连。
2.根据权利要求1所述的回转体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王登勇，张军，曹文见，何斌，李金正，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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