一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极的制作方法
1.本发明属于涉及电解加工领域，特别是涉及一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极。
背景技术：
2.深长孔电解抛光加工工艺因其采用电化学溶解的原理对零件进行加工，具备阴极无损耗、加工无应力、表面粗糙度好等优点，用于多种行业；尤其是火炮身管深长孔的加工，其加工余量通常较小，约0.5mm～0.7mm，采用电解加工较常规机械加工，如珩磨、拉铰等，具有生产效率高、生产成本低廉等显著特点。
3.参见图1；专利号为zl 201711263417.7、名称为“深长管内孔电解抛光加工阴极”的专利公开了一种阴极结构，包括阴极体1、封水垫圈2、前引导3、定心o型密封圈4、阴极体环槽段5、分流o型密封圈6、后引导7、背压橡胶垫圈8和螺盖9，该专利申请中以阴极体1为中轴，左端螺纹连接阴极体环槽段5和后引导7，套上背压橡胶垫圈8，用螺盖9压紧；右端螺纹联接前引导3，其右端套入封水垫圈2；在前引导3，后引导7和阴极体环槽段相应的环槽中有分流o型橡胶圈6和两组定心o型密封圈。前引导3、后引导7与阴极体1螺纹结合面涂胶粘剂联接。阴极体1上的多线螺旋槽段和阴极体环槽段5上的环槽段组成阴极电解工作区的锥体柱面。
4.该结构存在以下三点缺陷：
5.①
阴极制造难度大，阴极成品率低，制造成本高昂；
6.②
加工过程中发生停车时，在内孔表面留有“环形槽”，后续加工无法消除，常造成零件报废；
7.③
根据生产实践，当用于大蚀除量深长孔加工时，常会引起加工短路，造成阴极烧蚀，进而导致零件报废。
8.因此，对于大蚀除量深长孔，即加工余量≥2mm而言，目前普遍先采用机械递进式加工方法逐步去除余量，当加工余量剩0.5～0.7mm时，再采用电解抛光加工内孔，这种加工工序繁多、生产效率低下。
技术实现要素：
9.为解决大蚀除量深长孔现有加工技术加工效率低、电解抛光阴极适用性差的问题，本发明提出一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极。
10.本发明的技术方案是：大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，包括阴极体1、前备帽10、前引导3、后引导7、后备帽13及堵头14；
11.所述阴极体1为主轴，整体为多阶柱状体，且大径端位于中部，该大径端为圆锥形，定义为阴极体圆锥段11；主轴两端开有外螺纹；
12.所述阴极体1左端自左向右依次连有前备帽10和前引导3，右端自右向左依次连有后引导7、后备帽13及堵头14；连接完成后，前引导3一端与阴极体圆锥段11小径端接触，且
该端外径等于阴极体圆锥段11小径端外径；后引导7一端与阴极体圆锥段11大径端接触，且该端外径等于阴极体圆锥段11大径端外径；
13.所述前引导3靠近阴极体圆锥段11的外壁上开有出液孔，便于电解液流出；
14.所述后引导7靠近后备帽13的外壁上加工有螺旋深槽定义为螺旋引导段12，便于电解液从槽中流出；
15.所述前备帽10和后备帽13分别用于防止前引导3和后引导7轴向移动。
16.本发明进一步的技术方案是：所述阴极体1、前备帽10、前引导3、后引导7、后备帽13及堵头14连接后轴线重合。
17.本发明进一步的技术方案是：所述阴极体1左端为60
°
坡口，右端为a型中心孔。
18.本发明进一步的技术方案是：所述前引导3用于引导和整流，整体为二阶柱状结构并开有中心通孔；其中开有出液孔的圆柱段为整流段，未开有出液孔的圆柱段为引导段；所述引导段上设有两条环形槽，环形槽中镶嵌有密封圈；在装配时在中心通孔上涂抹粘胶，通过胶粘结方式固连在阴极体1左端长轴上。
19.本发明进一步的技术方案是：所述出液孔为交错分布，沿前引导3轴线周向分布成两排出液孔。
20.本发明进一步的技术方案是：所述后引导7用于导流和引导，整体为二阶柱状结构并开有中心通孔；其中未开有螺旋槽的圆柱段定义为导流段，开有螺旋槽的圆柱段定义为引导段；在装配时在中心通孔上涂抹粘胶，通过胶粘结方式固连在阴极体1右端长轴上。
21.本发明进一步的技术方案是：所述前备帽10和后备帽13沿轴线加工中心内螺纹，外圆上有2处对称平面，便于装配时扳手拧紧。
22.本发明进一步的技术方案是：所述堵头14为绝缘件，沿轴线加工中心盲内螺纹；采用螺纹与阴极体1右端短轴连接，且与后备帽13后端面贴合，形成后端全覆盖式绝缘环境，避免杂散腐蚀。
23.发明效果
24.与现有技术及工艺方案相比，本发明的优点如下：
25.1、本发明中阴极体1中段采用圆锥体式工作齿，加工过程中加工间隙始终保持在0.3～0.5mm的小范围内，能够实现大蚀除量状态下形状的精确“拷贝”，成型精度高；同时，即使发生异常停车，仍可继续加工，内表面不会留有瑕疵，避免零件的报废；
26.2、本发明中阴极体1左端是60
°
坡口，右端是a型中心孔，零件加工时，采用顶尖分别顶两端60坡口及a型中心孔，而后车削加工或磨削加工阴极体上各外圆、螺纹及圆锥段，做到各加工特征基准统一，从而保证阴极体上各外圆、螺纹及圆锥段之间的同轴度；装配加工时，仍然采用顶尖分别顶两端60坡口及a型中心孔；而后车削加工前引导3引导段、阴极体圆锥段11、后引导7导流段、螺旋引导段12，做到零件状态下加工及装配后阴极整体加工做到加工基准统一，从而更有利于保证阴极精度；
27.3、本发明阴极结构简单，阴极各零件在生产制造时不需要很高的精度，而是通过装配后整体加工精度保证阴极精度，降低了制造成本约40％；
28.4、本发明中后引导7有螺旋引导段12，采用螺旋式设计，使得后导引每一条母线上均有多点支撑，极大地提高了后引导的引导、支撑功能。
附图说明
29.图1是现有技术电解抛光阴极结构示意图；
30.图2是本发明专利所阐述的电解抛光阴极结构轴测图；
31.图3是图2的剖视图；
32.图4是图3中阴极体的零件三维图；
33.图5是图4的剖视图
34.图6是图3中前备帽的零件轴测图；
35.图7是图3中前引导的零件轴测图；
36.图8是图3中后引导的零件轴测图；
37.图9是图3中后备帽的零件轴测图；
38.图10是图3中堵头的零件轴测图；
39.图中，1-阴极体，2-封水垫圈，3-前引导，4-定心o型密封圈，5-阴极体环槽段，6-分流o型密封圈，7-后引导，8-背压橡胶垫圈，9-螺盖，10-前备帽，11-阴极体圆锥段，12-螺旋引导段，13-后备帽，14-堵头
具体实施方式
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.参照图2至图10；本发明提供一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，包括阴极体1、前备帽10、前引导3、定心o型密封圈4、阴极体圆锥段11、后引导7、螺旋引导段12、后备帽13、堵头14；以阴极体1为中轴，前引导3固连在阴极体1左端长轴上，前导引3内孔与阴极体1外圆表面涂有环氧树脂胶，以增强连接稳固性；前引导3外壁环形槽中安装有定心o型密封圈4，以提高其在轴向运动中与待加工零件预制孔的密封性；前备帽10与阴极体1左端短轴固连，且位于前引导1左端，用于压紧前引导3，防止其轴向移动；后引导7固连在阴极体1右端长轴上，后引导7内孔涂有环氧树脂胶，以增强与阴极体1的连接稳固性；后备帽13与阴极体1右端短轴固连，且位于后引导7右端，用于压紧后引导7，防止其轴向移动；堵头14与阴极体1右端短轴端头固连，且与后备帽13端面贴合，形成全覆盖式绝缘环境，避免杂散腐蚀。
42.参照图4、图5；所述的阴极体1，整体为台阶式柱状体，采用黄铜合金h68制成，起加工腐蚀作用，其中部为阴极体圆锥段11，其径向由小到大呈线性增大，从而在电解加工过程中加工间隙始终保持在0.3～0.5mm的小范围内，能够实现大蚀除量状态下形状的精确“拷贝”；阴极体左右两端的短轴外圆上均制有螺纹，分别用于连接机床拉杆、前备帽10、后备帽13及堵头14；左端是60
°
坡口，右端是a型中心孔，在车削及磨削加工阴极体时，采用顶尖分别顶两端60坡口及a型中心孔，而后加工阴极体上各外圆、螺纹及圆锥段，做到加工基准统一，从而保证阴极体上各外圆、螺纹及圆锥段之间的同轴度；装配加工时，仍然采用顶尖分别顶两端60坡口及a型中心孔；而后车削加工前引导3引导段、阴极体圆锥段11、后引导7导流段、螺旋引导段12，做到零件状态下加工及装配后阴极整体加工做到加工基准统一，从而
更有利于保证阴极精度；
43.参照图6；所述的前备帽10采用环氧玻璃钢棒制成，起紧固作用；沿轴线加工中心内螺纹，外圆上有2处对称平面，便于装配时扳手拧紧；采用螺纹与阴极体1左端短轴连接，用于压紧前引导3，防止其轴向移动；
44.参照图7；所述前引导3整体为二阶柱状结构，采用环氧玻璃钢棒制成，起引导、整流作用；前引导3左端圆柱为引导段，其外圆上设有两条环形槽，环形槽中镶嵌有定心o型密封圈4，以提高其在轴向运动中与待加工零件预制孔的密封性；前导引3右端为整流段，外壁上加工有多个出液孔，所述出液孔交错排列；本实施例中周向均布有两排出液孔，两排出液孔之间交错排列；前引导3沿轴线加工中心通孔，在装配时在中心通孔上涂抹环氧玻璃胶，通过环氧玻璃胶粘结方式固连在阴极体1左端长轴上，能够增强其与阴极体10连接紧固性；镶嵌有定心o型密封圈4的圆柱端在装配环节加工至φ22.96；
45.参照图8；所述的后引导7整体为圆柱状，采用环氧玻璃钢棒制成，起导流、引导、支撑作用。左端圆柱体是导流段，起导流功能，与阴极体圆锥段11最大外径尺寸加工至一致，使电解液能顺滑流过；右端圆柱体是引导段，起引导、支撑作用，采用螺旋式设计，圆柱上加工有螺旋深槽，电解液从槽中流出；保留部分形成螺旋引导段12，在任意一条母线上均有多点支撑，极大的提升其引导、支撑性能，螺旋引导段12在装配环节加工至φ24.90；前引导7沿轴线加工中心通孔，在装配时在中心通孔上涂抹环氧玻璃胶，通过环氧玻璃胶粘结方式固连在阴极体1右端长轴上，能够增强其与阴极体1连接紧固性；
46.参照图9；所述的后备帽13采用环氧玻璃钢棒制成，起紧固作用；沿轴线加工中心内螺纹，外圆上有2处对称平面，便于装配时扳手拧紧；采用螺纹与阴极体1右端短轴连接，用于压紧后引导7，防止其轴向移动；
47.参照图10；所述的堵头14采用环氧玻璃钢棒制成，起绝缘作用。沿轴线加工中心盲内螺纹，右端外圆上有2处对称平面，便于装配时扳手拧紧；采用螺纹与阴极体1右端短轴连接，且与后备帽13后端面贴合，形成后端“全覆盖式”绝缘环境，避免杂散腐蚀。
48.安装时，将阴极左端螺纹与机床拉杆通过螺纹连接固连，并移动拉杆进而带动阴极运动，使阴极前引导3的引导段进入深长孔预制孔φ23内孔内并呈间隙配合，其引导作用，至阴极体圆锥段11左端最小径处停止不动，完成安装工作。
49.电解加工时，电解液从16
×
φ2.5出液孔中流出，在前引导3整流段整流后流经阴极体圆锥段11，在电压的加载下，阳极金属材料丢失电子，以离子状态去除材料并形成电化学产物，随后被高速流动的电解液带走；同时，因阴极体圆锥段11其径向由小到大呈线性增大，从而在电解加工过程中加工间隙始终能够保持在0.3～0.5mm的小范围内，能够实现大蚀除量状态下形状的精确“拷贝”，进而保证零件的尺寸精度一致性及内孔的圆度，随后电解液从后引导7的螺旋形方槽中流出；后引导螺旋引导段12与电解加工后内孔φ25间隙配合，起支撑、引导阴极作用，大大减小了阴极在“悬臂梁”效应下弯曲现象。
技术特征：
1.一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，包括阴极体(1)、前备帽(10)、前引导(3)、后引导(7)、后备帽(13)及堵头(14)；所述阴极体(1)为主轴，整体为多阶柱状体，且大径端位于中部，该大径端为圆锥形，定义为阴极体圆锥段(11)；主轴两端开有外螺纹；所述阴极体(1)左端自左向右依次连有前备帽(10)和前引导(3)，右端自右向左依次连有后引导(7)、后备帽(13)及堵头(14)；连接完成后，前引导(3)一端与阴极体圆锥段(11)小径端接触，且该端外径等于阴极体圆锥段(11)小径端外径；后引导(7)一端与阴极体圆锥段(11)大径端接触，且该端外径等于阴极体圆锥段(11)大径端外径；所述前引导(3)靠近阴极体圆锥段(11)的外壁上开有出液孔，便于电解液流出；所述后引导(7)靠近后备帽(13)的外壁上加工有螺旋深槽定义为螺旋引导段(12)，便于电解液从槽中流出；所述前备帽(10)和后备帽(13)分别用于防止前引导(3)和后引导(7)轴向移动。2.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述阴极体(1)、前备帽(10)、前引导(3)、后引导(7)、后备帽(13)及堵头(14)连接后轴线重合。3.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述阴极体(1)左端为60
°
坡口，右端为a型中心孔。4.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述前引导(3)用于引导和整流，整体为二阶柱状结构并开有中心通孔；其中开有出液孔的圆柱段为整流段，未开有出液孔的圆柱段为引导段；所述引导段上设有两条环形槽，环形槽中镶嵌有密封圈；在装配时在中心通孔上涂抹粘胶，通过胶粘结方式固连在阴极体1左端长轴上。5.如权利要求4所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述出液孔为交错分布，沿前引导(3)轴线周向分布成两排出液孔。6.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述后引导(7)用于导流和引导，整体为二阶柱状结构并开有中心通孔；其中未开有螺旋槽的圆柱段定义为导流段，开有螺旋槽的圆柱段定义为引导段；在装配时在中心通孔上涂抹粘胶，通过胶粘结方式固连在阴极体1右端长轴上。7.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述前备帽(10)和后备帽(13)沿轴线加工中心内螺纹，外圆上有2处对称平面，便于装配时扳手拧紧。8.如权利要求1所述的一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，其特征在于，所述堵头(14)为绝缘件，沿轴线加工中心盲内螺纹；采用螺纹与阴极体(1)右端短轴连接，且与后备帽(13)后端面贴合，形成后端全覆盖式绝缘环境，避免杂散腐蚀。
技术总结
本发明提出一种大蚀除量深长孔电解抛光加工阴极，解决了现有大蚀除量深长孔现有加工技术加工效率低、电解抛光阴极适用性差的问题。阴极体1中段采用圆锥体式工作齿，两端一端为是60
