CN112518057A - 一种超声辅助射流电解加工装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种超声辅助射流电解加工装置，包括：电解液箱体、超声振动装置、喷嘴和装夹头，电解液箱体的一侧开设有进液口，进液口用于连接进液管，装夹头将喷嘴固定在电解液箱体的底部，且喷嘴与电解液箱体的内部连通，以便电解液从进液管进入电解液箱体后，从电解液箱体的底部的喷嘴喷出，以对加工工件进行加工，超声振动装置连接在电解液箱体的顶部，以向电解液箱体内的电解液传递超声波，以提高射流电解加工的加工精度和加工效率。

Description

一种超声辅助射流电解加工装置

技术领域

本申请涉及射流电解加工技术领域，具体而言，涉及一种超声辅助射流电解加工装置。

背景技术

射流电解加工的基本原理为电化学阳极溶解，其反应过程为阳极金属溶解，阴极析出金属。射流电解加工具有不受材料强度、硬度等物理、机械性能的影响，无热再铸层和微裂纹等优点。因此射流电解加工在加工领域存在巨大的发展潜力，备受人们关注。

相关技术中，射流电解加工存在一些缺陷：加工得到的孔径通常比液束的直径至少大2倍；小孔出口易产生腐蚀圆角；随着深度的增加，孔壁会呈现出明显的斜度。从而存在加工精度较差且加工效率低的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种超声辅助射流电解加工装置，旨在解决射流电解加工中加工精度较差且加工效率低的问题。

本申请实施例提供一种超声辅助射流电解加工装置，包括电解液箱体，所述电解液箱体的一侧开设有进液口，所述进液口用于连接进液管；

超声振动装置，所述超声振动装置连接在所述电解液箱体的顶部；

喷嘴和装夹头，所述装夹头将所述喷嘴固定在所述电解液箱体的底部，且所述喷嘴与所述电解液箱体的内部连通。

可选地，所述电解液箱体包括电解液顶盖和电解液腔体；

所述电解液腔体为从上到下逐渐减小的锥形，所述电解液顶盖连接在所述电解液腔体的顶部，所述装夹头将所述喷嘴固定在所述电解液腔体的底部；

所述超声振动装置连接在所述电解液顶盖的顶部；

所述进液口开设在所述电解液顶盖的侧面。

可选地，所述电解液顶盖上设置有连接柱，所述连接柱内部开设有螺纹孔；

所述超声振动装置底部设置有与所述螺纹孔相配合的外螺纹。

可选地，所述电解液腔体和所述电解液顶盖上均设置有连接法兰，所述连接法兰上均匀开设有多个螺栓孔，所述电解液腔体和所述电解液顶盖通过多个螺栓连接。

可选地，所述电解液腔体顶部设置有凸环，所述电解液顶盖上设置有与所述凸环相配合的凹槽；

所述凸环上开设有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈。

可选地，所述电解液腔体底部设置有连接环，所述连接环内部开设有阶梯孔，所述阶梯孔与所述电解液腔体的内部连通；

所述喷嘴包括连接部和喷射部，所述喷嘴的内部贯穿开设有喷射孔，所述喷嘴的连接部伸入所述阶梯孔的内部，所述喷射孔与所述阶梯孔连通；

所述装夹头套设在所述连接环和所述喷嘴的外部，且所述连接环与所述装夹头螺纹连接；

所述装夹头上开设有加工孔，以使所述喷射孔与所述外部连通；

所述连接环与所述装夹头通过螺纹紧固时，所述装夹头挤压所述喷嘴的喷射部，以使所述喷射部与所述连接环抵触。

可选地，所述连接环上与所述喷射部的抵触面处开设有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈。

可选地，所述喷射部与所述加工孔均设置有倾斜角相同的倾斜面；

沿所述喷嘴的喷射方向，所述倾斜面使所述喷射部的半径逐渐减小。

采用本申请提供的超声辅助射流电解加工装置，电解液箱体的一侧开设有进液口，进液口用于连接进液管，装夹头将喷嘴固定在电解液箱体的底部，且喷嘴与电解液箱体的内部连通，以便电解液从进液管进入电解液箱体后，从电解液箱体的底部的喷嘴喷出，以对加工工件进行加工，超声振动装置连接在电解液箱体的顶部，以向电解液箱体内的电解液传递超声波，从而达到以下几点效果：

1、超声空化在液体中产生的高温高压等极端效应，能够提高电解液的化学活性，加速电化学反应；在射流电解中可优化电解液的电化学腐蚀作用，提高射流电解加工整体的加工效率。

2、超声波在液体中以压力波的形式传播，在加工深孔时，交变的射流压力有利于提高孔穴内部电解液的流动性，提高电解液的利用效率。

3、超声波可以产生一系列机械作用：可对液体形成有效的搅拌与流动，使电解液的扩散性增强，更加均匀；微观层面形成强烈的射流和局部微冲流，有助于削弱待加工材料表面的惰性层，增强腐蚀效果；超声波的施加能够进一步增强射流液柱对正底部材料的去除作用，改善射流电解的过切现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的一种超声辅助射流电解加工装置的分解结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的一种超声辅助射流电解加工装置的内部结构示意图；

图3是图2中I处的放大结构示意图。

附图标记说明：

1-电解液顶盖、11-进液口、12-连接柱、2-电解液腔体、21-连接环、3-超声振动装置、4-喷嘴、5-装夹头、6-第一密封圈、7-第二密封圈。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，射流电解加工存在一些缺陷：加工得到的孔径通常比液束的直径至少大2倍；小孔出口易产生腐蚀圆角；随着深度的增加，孔壁会呈现出明显的斜度。从而存在加工精度较差且加工效率低的问题。

有鉴于此，本申请创造性地提出一种超声辅助射流电解加工装置，旨在解决射流电解加工中加工精度较差且加工效率低的问题。

参考图1和图2，图1是本申请一实施例提出的一种超声辅助射流电解加工装置的分解结构示意图，图2是本申请一实施例提出的一种超声辅助射流电解加工装置的内部结构示意图。如图1和图2所示，所述超声辅助射流电解加工装置，包括：

电解液箱体，所述电解液箱体的一侧开设有进液口11，所述进液口11用于连接进液管；

超声振动装置3，所述超声振动装置3连接在所述电解液箱体的顶部；

喷嘴4和装夹头5，所述装夹头5将所述喷嘴4固定在所述电解液箱体的底部，且所述喷嘴4与所述电解液箱体的内部连通。

在本实施方式中，电解液箱体的一侧开设有进液口11，进液口11用于连接进液管，装夹头5将喷嘴4固定在电解液箱体的底部，且喷嘴4与电解液箱体的内部连通，以便电解液从进液管进入电解液箱体后，从电解液箱体的底部的喷嘴4喷出，以对加工工件进行加工，超声振动装置3连接在电解液箱体的顶部，以向电解液箱体内的电解液传递超声波，其中，进液管为硅胶软管，进液管与进液口11通过宝塔接头的连接管连接，进液管的另一端与液压泵连接，以便使用液压泵通过进液管向电解液箱体输送电解液。其中，超声电源与超声振动装置3的电极片连接，直流电源的阳极与待加工工件连接，直流电源的阴极与喷嘴4连接。

其具体工作过程为：将超声振动装置3与电解液箱体整体倒置使喷嘴4的射流出口朝上，启动液压泵至喷嘴4内喷出电解液为止，此步骤目的为排尽腔室内的空气，然后再将超声振动装置3与电解液箱体倒置回来；接着将超声振动装置3连接超声电源，喷嘴4和待加工工件分别连接直流电源的负极和正极，调整喷嘴4与待加工工件之间的距离约为2mm，设定直流电源电压并启动液压泵开始加工。该超声辅助射流电解加工装置工作时，液压泵自电解液池中抽出电解液，经过中间回路输送至电解液箱体内部，再自底部的喷嘴4喷出至待加工工件的表面，出于安全考虑，待加工工件放置在一容器中，该容器可以承接自喷嘴4流出的电解液，防止污染加工环境。

本申请的超声辅助射流电解加工装置能够达到以下几点效果：

1、超声空化在液体中产生的高温高压等极端效应，能够提高电解液的化学活性，加速电化学反应；在射流电解中可优化电解液的电化学腐蚀作用，提高射流电解加工整体的加工效率。

2、超声波在液体中以压力波的形式传播，在加工深孔时，交变的射流压力有利于提高孔穴内部电解液的流动性，提高电解液的利用效率。

3、超声波可以产生一系列机械作用：可对液体形成有效的搅拌与流动，使电解液的扩散性增强，更加均匀；微观层面形成强烈的射流和局部微冲流，有助于削弱待加工材料表面的惰性层，增强腐蚀效果；超声波的施加能够进一步增强射流液柱对正底部材料的去除作用，改善射流电解的过切现象。

基于上述超声辅助射流电解加工装置，本申请提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成新一种超声辅助射流电解加工装置。应当理解的，对于由任意示例所组合形成的新一种超声辅助射流电解加工装置，均应落入本申请的保护范围。

继续参考图1至图2，在一种可行的实施方式中，所述电解液箱体包括电解液顶盖1和电解液腔体2；

所述电解液腔体2为从上到下逐渐减小的锥形，所述电解液顶盖1连接在所述电解液腔体2的顶部，所述装夹头5将所述喷嘴4固定在所述电解液腔体2的底部；

所述超声振动装置3连接在所述电解液顶盖1的顶部；

所述进液口11开设在所述电解液顶盖1的侧面。

在本实施方式中，电解液箱体包括电解液顶盖1和电解液腔体2；

其中，电解液腔体2为从上到下逐渐减小的锥形，电解液顶盖1连接在电解液腔体2的顶部，即，电解液顶盖1连接在电解液腔体2的较大的一端，装夹头5将喷嘴4固定在电解液腔体2的底部，进液口11开设在电解液顶盖1的侧面，电解液从电解液顶盖1的侧面进入，充满整个电解液箱体，并从电解液腔体2底部的喷嘴4喷出，超声振动装置3连接在电解液顶盖1的顶部。

其具体工作原理为：超声振动装置3在超声电源的驱动下产生超声纵向振动，该纵向振动通过电解液顶盖1转换为弯曲振动，并以压力波的形式在电解液腔体2内的电解液中继续传播，压力波再通过锥形结构不断聚集至喷嘴4出口处达到最大，进而强化电解液对待加工工件的射流冲击作用。同时超声波在电解液中产生的空化效应、机械效应、化学活化效应等可提高加工速率，改善过切现象。

在一种可行的实施方式中，所述电解液顶盖1上设置有连接柱12，所述连接柱12内部开设有螺纹孔；

所述超声振动装置3底部设置有与所述螺纹孔相配合的外螺纹。

在本实施方式中，电解液顶盖1上设置有连接柱12，用于固定超声振动装置3，具体地，电解液顶盖1上的连接柱12与超声振动装置3螺纹连接，其中，连接柱12内部开设有螺纹孔，超声振动装置3的底部设置有与连接柱12上的螺纹孔相配合的外螺纹，以便旋动超声振动装置3，使其与连接柱12螺纹连接，具体地，连接柱12竖直设置在电解液顶盖1的中部，且连接柱12上的螺纹孔竖直开设，以便于超声振动装置3与电解液顶盖1的安装。

在一种可行的实施方式中，所述电解液腔体2和所述电解液顶盖1上均设置有连接法兰，所述连接法兰上均匀开设有多个螺栓孔，所述电解液腔体2和所述电解液顶盖1通过多个螺栓连接。

在本实施方式中，电解液腔体2和电解液顶盖1的连接处设置有连接法兰，连接法兰上均匀开设有多个螺栓孔，且电解液腔体2和电解液顶盖1上的连接法兰上的螺栓孔开设在相对应的位置，具体地，每个连接法兰上开设六个环形阵列均布的螺栓孔，电解液腔体2和电解液顶盖1通过六个螺栓螺母连接，能够达到较好的连接效果，且便于电解液腔体2和电解液顶盖1的拆装。

在一种可行的实施方式中，所述电解液腔体2顶部设置有凸环，所述电解液顶盖1上设置有与所述凸环相配合的凹槽；

所述凸环上开设有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈6。

在本实施方式中，电解液腔体2顶部设置有凸环，电解液顶盖1上设置有与凸环相配合的凹槽，从而能够提高密封效果，且凸环上开设有第一密封槽，第一密封槽内设置有第一密封圈6，从而能够通过在电解液腔体2和电解液顶盖1的密封面上设置第一密封圈6来进一步提高密封效果，以避免电解液泄漏，且能够保证电解液箱体内的电解液的压力。

参考图1至图3，图3是图2中I处的放大结构示意图，在一种可行的实施方式中，所述电解液腔体2底部设置有连接环21，所述连接环21内部开设有阶梯孔，所述阶梯孔与所述电解液腔体2的内部连通；

所述喷嘴4包括连接部和喷射部，所述喷嘴4的内部贯穿开设有喷射孔，所述喷嘴4的连接部伸入所述阶梯孔的内部，所述喷射孔与所述阶梯孔连通；

所述装夹头5套设在所述连接环21和所述喷嘴4的外部，且所述连接环21与所述装夹头5螺纹连接；

所述装夹头5上开设有加工孔，以使所述喷射孔与所述外部连通；

所述连接环21与所述装夹头5通过螺纹紧固时，所述装夹头5挤压所述喷嘴4的喷射部，以使所述喷射部与所述连接环21抵触。

在本实施方式中，电解液腔体2底部设置有连接环21，连接环21内部开设有阶梯孔，阶梯孔与电解液腔体2的内部连通，喷嘴4包括连接部和喷射部，喷嘴4的内部贯穿开设有喷射孔，喷嘴4的连接部伸入阶梯孔的内部，喷射孔与阶梯孔连通，以便电解液腔体2内的电解液通过阶梯孔进入喷嘴4，从喷嘴4的喷射孔喷出，其中，喷嘴4的连接部为与阶梯孔相配合的圆柱形，连接部伸入阶梯孔的内部，能够限制喷嘴4在阶梯孔的径向上的位移。

装夹头5套设在连接环21和喷嘴4的外部，且连接环21与装夹头5螺纹连接，装夹头5上开设有加工孔，以使喷射孔与外部连通，具体地，装夹头5为底部设置有紧固环的圆筒，紧固环的中部为加工孔，装夹头5的内部设置有内螺纹，连接环21外侧设置有与装夹头5的内螺纹相配合的外螺纹，装配时，喷嘴4的连接部伸入阶梯孔的内部，将装夹头5套设在连接环21和喷嘴4的外部，旋动装夹头5，使装夹头5朝电解液腔体2一端移动，此时，装夹头5上的紧固环能够抵触喷嘴4的喷射部，使喷射部与连接环21抵触，以限制喷嘴4在阶梯孔的轴向上的移动，且便于喷嘴4的拆装更换。

在一种可行的实施方式中，所述连接环21上与所述喷射部的抵触面处开设有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈7。

在本实施方式中，连接环21上与喷射部的抵触面处开设有第二密封槽，第二密封槽内设置有第二密封圈7，通过设置第二密封圈7，能够避免电解液从喷嘴4的连接部和阶梯孔之间的缝隙、以及连接环21上与喷射部的抵触面处流出。

在一种可行的实施方式中，所述喷射部与所述加工孔均设置有倾斜角相同的倾斜面；

沿所述喷嘴4的喷射方向，所述倾斜面使所述喷射部的半径逐渐减小。

在本实施方式中，在喷射部与加工孔均设置有倾斜角相同的倾斜面，沿喷嘴4的喷射方向，倾斜面使喷射部的半径逐渐减小，从而能够实现连接环21与装夹头5通过螺纹紧固时，装夹头5挤压喷嘴4的喷射部，使喷射部与连接环21抵触，为了更好地加工待加工工件，且便于调整待加工工件与喷嘴4的距离，加工孔的最小直径处不小于喷射部的最小直径处，以便使喷嘴4的底部与装夹头5的底部平行或喷嘴4的底部略微伸出装夹头5的底部。

应当理解地，本申请说明书尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种超声辅助射流电解加工装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，包括：

电解液箱体，所述电解液箱体的一侧开设有进液口(11)，所述进液口(11)用于连接进液管；

超声振动装置(3)，所述超声振动装置(3)连接在所述电解液箱体的顶部；

喷嘴(4)和装夹头(5)，所述装夹头(5)将所述喷嘴(4)固定在所述电解液箱体的底部，且所述喷嘴(4)与所述电解液箱体的内部连通。

2.根据权利要求1所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述电解液箱体包括电解液顶盖(1)和电解液腔体(2)；

所述电解液腔体(2)为从上到下逐渐减小的锥形，所述电解液顶盖(1)连接在所述电解液腔体(2)的顶部，所述装夹头(5)将所述喷嘴(4)固定在所述电解液腔体(2)的底部；

所述超声振动装置(3)连接在所述电解液顶盖(1)的顶部；

所述进液口(11)开设在所述电解液顶盖(1)的侧面。

3.根据权利要求2所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述电解液顶盖(1)上设置有连接柱(12)，所述连接柱(12)内部开设有螺纹孔；

所述超声振动装置(3)底部设置有与所述螺纹孔相配合的外螺纹。

4.根据权利要求2所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述电解液腔体(2)和所述电解液顶盖(1)上均设置有连接法兰，所述连接法兰上均匀开设有多个螺栓孔，所述电解液腔体(2)和所述电解液顶盖(1)通过多个螺栓连接。

5.根据权利要求2所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述电解液腔体(2)顶部设置有凸环，所述电解液顶盖(1)上设置有与所述凸环相配合的凹槽；

所述凸环上开设有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有第一密封圈(6)。

6.根据权利要求2所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述电解液腔体(2)底部设置有连接环(21)，所述连接环(21)内部开设有阶梯孔，所述阶梯孔与所述电解液腔体(2)的内部连通；

所述喷嘴(4)包括连接部和喷射部，所述喷嘴(4)的内部贯穿开设有喷射孔，所述喷嘴(4)的连接部伸入所述阶梯孔的内部，所述喷射孔与所述阶梯孔连通；

所述装夹头(5)套设在所述连接环(21)和所述喷嘴(4)的外部，且所述连接环(21)与所述装夹头(5)螺纹连接；

所述装夹头(5)上开设有加工孔，以使所述喷射孔与所述外部连通；

所述连接环(21)与所述装夹头(5)通过螺纹紧固时，所述装夹头(5)挤压所述喷嘴(4)的喷射部，以使所述喷射部与所述连接环(21)抵触。

7.根据权利要求6所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述连接环(21)上与所述喷射部的抵触面处开设有第二密封槽，所述第二密封槽内设置有第二密封圈(7)。

8.根据权利要求6所述的超声辅助射流电解加工装置，其特征在于，

所述喷射部与所述加工孔均设置有倾斜角相同的倾斜面；

沿所述喷嘴（4）的喷射方向，所述倾斜面使所述喷射部的半径逐渐减小。

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