一种带微通孔阵列的电解加工阴极

本发明涉及电解加工，具体涉及一种带微通孔阵列的电解加工阴极。

背景技术：

1、电解加工具有高加工效率、高表面质量、无工具损耗、无加工作用力等优势，在军、民领域得到广泛应用。

2、电解铣削采用简单工具，以类似数控铣削的方式，对工件进行加工，以简单阴极，通过阴极运动轨迹的包络面形成工件型面，兼具了数控技术和电解工艺的优点，极具发展潜力。现有技术中的电解铣削，例如授权公告号为cn109332826b的发明专利公开了一种电解液贴壁直喷加工间隙的电解铣削方法及其装置；该发明专利采用片状阴极的电解液贴壁直喷电解铣削技术，具有独特技术优势，电解液沿着阴极壁面直喷加工间隙，可以获得更高、更均匀流场分布，同时不存在阴极“切入、切出”工件和“临接”时的流场缺液现象，解决了电解铣削无法推广应用的关键技术难题。但是，上述技术在实际应用中也存在以下不足：

3、当电解液沿阴极工作面流动时与阴极表面产生摩擦力，造成电解液流速急剧降低，尤其是当阴极长度增加时，流速降低更为明显，这对电解加工来说由于电解产物和热量无法及时冲走，有可能造成短路问题，因此，减小电解液流动阻力对提高电解加工速度和稳定性意义重大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种带微通孔阵列的电解加工阴极，该电解加工阴极在加工时，电解液可以在电解加工阴极表面获得更高的流动速度，及时冲刷和带走电解产物和电解热量，保证电解铣削的稳定进行，提高了加工速度。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，包括用于存储电解液的储液腔以及用于电解加工的阴极片；其中，所述阴极片设置在所述储液腔的底部；所述储液腔的底部设有出液口，所述出液口用于将储液腔中的电解液引流到阴极片的工作面上；所述阴极片的工作面上设有多个微通孔，多个微通孔呈阵列排布。

4、上述带微通孔阵列的电解加工阴极的工作原理是：

5、多个微通孔呈阵列排布构成微通孔阵列，加工时，储液腔中的电解液从出液口流出，沿着阴极片的工作面进入加工间隙；电解液在阴极片的工作面上流动，由于伯努利效应，高速流动的电解液会将阴极片背面的空气由微通孔吸入，在阴极片的工作面形成气膜，大幅减小摩擦力，从而保证电解液能维持高流速；及时冲刷和带走电解产物和电解热量，保证电解铣削的稳定进行；同时空气与电解液形成气液混合体，也有利于提高电解加工精度。

6、本发明的一个优选方案，其中，所述阴极片的上端从储液腔的底部插入所述储液腔中。采用上述结构设置，其目的在于，一方面可以便于阴极片安装，另一方面可以使得储液腔中的电解液覆盖阴极片的工作面，便于电解液沿着阴极片的工作面进入加工间隙。

7、优选地，所述出液口位于阴极片的工作面一侧。上述结构中，将出液口设置于储液腔的底部与阴极片的工作面连接处，可以实现电解液从出液口喷出，沿阴极片工作面进入加工间隙，实现电解加工。

8、优选地，所述储液腔的底部设有通孔，所述阴极片的上端伸入所述通孔并延伸至储液腔中；所述阴极片的背面与所述通孔的一侧面紧密贴合固定连接，所述阴极片的工作面与通孔的另一侧面之间具有间隙，所述间隙构成所述出液口。采用上述结构，通过设置通孔，便于阴极片的安装，阴极片的背面与通孔的一侧面紧密贴合固定连接，保证了密封性，可以防止电解液进入阴极片的背面，阴极片的工作面与通孔的另一侧面之间具有间隙，间隙构成出液口，使得在加工时，电解液可以从出液流出，并沿着阴极片的工作面流下，沿阴极片工作面进入加工间隙，实现电解加工，阴极片的背面无电解液，阴极片的背面的空气可以更好地由微通孔吸入，大幅减小摩擦力。

9、优选地，所述微通孔的轴线与所述阴极片的工作面垂直。采用上述结构，微通孔的轴线与阴极片的工作面垂直，即微通孔沿着阴极片的厚度方向延伸，使得微通孔的距离更短，空气从微通孔流动的距离更短，同时也能便于对微通孔进行加工，结构更加简单紧凑。

10、优选地，所述微通孔的尺寸为0.02mm～1mm；相邻两个微通孔之间的间距在0.5mm以上。

11、优选地，所述微通孔的形状为圆形，但不限于圆形。所述微通孔可以为矩形、椭圆形等等，优选为圆形，其方便加工。

12、优选地，多个微通孔阵列排布方式为矩形阵列或者圆形阵列或者微通孔间距不规则阵列。上述结构中，微通孔间距不规则阵列，即每相邻两个微通孔的间距不相同。

13、优选地，在所述阴极片的工作面上，相邻两个微通孔之间设有沟槽。其目的在于，能更好地在阴极表面形成连续气膜，减小摩擦阻力的效果会更好，能最大程度地保持电解液高流速。

14、优选地，所述微通孔采用激光工艺、电解工艺、电火花工艺中的其中一种加工或者几种工艺复合加工。

15、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

16、1、本发明中的带微通孔阵列的电解加工阴极，加工时，储液腔中的电解液从出液口喷出，电解液沿着带有微通孔阵列的阴极片的工作面流动，由于伯努利效应，高速流动的电解液会将阴极片的背面的空气由微通孔吸入，在阴极片的工作面形成气膜，能最大程度地减小电解液与阴极片的工作面之间的摩擦力，流动阻力小，可以保证电解液维持高流速，及时冲刷和带走电解产物和电解热量，保证电解铣削的稳定进行，获得良好的电解加工效果，提高了加工速度。

17、2、本发明中的带微通孔阵列的电解加工阴极，通过设置微通孔，利用空气进入电解液，形成气液混合体，有助于电解加工的精度提高。

18、3、本发明中的带微通孔阵列的电解加工阴极，构思新颖、结构简单，可以大幅提高电解加工性能。

技术特征：

1.一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，包括用于存储电解液的储液腔以及用于电解加工的阴极片；其中，所述阴极片设置在所述储液腔的底部；所述储液腔的底部设有出液口，所述出液口用于将储液腔中的电解液引流到阴极片的工作面上；所述阴极片的工作面上设有多个微通孔，多个微通孔呈阵列排布。

2.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述阴极片的上端从储液腔的底部插入所述储液腔中。

3.根据权利要求2所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述出液口位于阴极片的工作面一侧。

4.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述储液腔的底部设有通孔，所述阴极片的上端伸入所述通孔并延伸至储液腔中；所述阴极片的背面与所述通孔的一侧面紧密贴合固定连接，所述阴极片的工作面与通孔的另一侧面之间具有间隙，所述间隙构成所述出液口。

5.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述微通孔的轴线与所述阴极片的工作面垂直。

6.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述微通孔的尺寸为0.02mm～1mm；相邻两个微通孔之间的间距在0.5mm以上。

7.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述微通孔的形状为圆形，但不限于圆形。

8.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，多个微通孔阵列排布方式为矩形阵列或者圆形阵列或者微通孔间距不规则阵列。

9.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，在所述阴极片的工作面上，相邻两个微通孔之间设有沟槽。

10.根据权利要求1所述的一种带微通孔阵列的电解加工阴极，其特征在于，所述微通孔采用激光工艺、电解工艺、电火花工艺中的一种加工或多种复合加工。

技术总结本发明公开一种带微通孔阵列的电解加工阴极，包括用于存储电解液的储液腔以及用于电解加工的阴极片；其中，所述阴极片设置在所述储液腔的底部；所述储液腔的底部设有出液口，电解液经出液口喷出并沿阴极片的工作面进入加工间隙；所述阴极片的工作面上设有多个微通孔，多个微通孔呈阵列排布。该电解加工阴极在加工时，电解液在电解加工阴极的表面高速流动，利用伯努利效应，通过微通孔将阴极片背面的空气吸入，在阴极片的工作面上形成气膜，大大减小电解液在阴极片表面的流动阻力，高速冲刷和带走电解产物和电解热量，保证电解铣削的稳定进行，提高了加工速度。技术研发人员：张永俊,周伟宇,王泽能,邝帅威,李俊飞,吴铠俞受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10