本实用新型涉及电解加工技术领域，特别是一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置。
背景技术：
表面微纳织构可以有效提高零件的超疏水、耐高温、耐腐蚀、耐摩等性能，被广泛应用于航空航天、机械密封、电子散热以及生物植入物等领域，其中内表面带有微纳织构的金属管道在传热散热、减磨减阻以及疏水疏油特性等方面比光滑表面有更为优异的特点，因此其应用更为广泛。但由于管道内表面加工空间受限，可视化困难等，适用于金属管内壁面微纳织构的加工方法少之又少。
目前，表面微织构的加工方法主要有：机械加工、激光加工、微细电解加工等。其中，基于机械载具和能束的加工，往往会给零件表面带来残余内应力、微观裂纹等缺陷，且其需要一定的加工空间，不适用于内表面微纳织构的加工。采用微细电解加工技术通过控制加工电压、加工时间来实现零件内孔壁面微纳凹坑的加工，可克服普通加工工艺带来的缺陷，提高表面质量，但是此工艺中常用的工具阴极或掩膜的制备方法并不适用于金属管内表面的加工。中国专利CN102266989A提供了一种零件内孔壁面微细凹坑电解加工专用工具阴极，其通过在弹性电绝缘体材料上加工所需微孔，套入零件孔内并将两端压紧，使其在通液加压的情况下胀大并与孔壁面紧密贴合来形成掩膜，通过轮辐支撑将电极固定在电绝缘体的中心位置从而形成专用工具阴极。该方法的不足之处是工具电极的制作过程繁琐，弹性电绝缘体与孔内壁贴合的紧密性不能保证，给实际的加工带来一定的难题。因此，开发出一种实用性强、工艺过程简单且成本低、效率高、表面加工质量好的金属管内壁面微纳织构电解加工装置显得尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种适用于金属管内壁面微纳织构电解加工装置。
一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其特征在于：包括工具阴极、密封圈、过滤板、弹性垫圈、前端盖和后端盖，工具阴极呈管状，其上设置有用于电解液通过的镂空孔群，工具阴极的后端封闭，工具阴极沿轴向设置在被加工金属管内并与其同轴；工具阴极的外壁与被加工金属管内壁之间存在间隙，绝缘粒子紧密地填充于工具阴极与金属管之间的间隙中；密封圈嵌设于前端盖中，工具阴极与密封圈紧密嵌合并固定在前端盖上；过滤板安设于后端盖凸缘的卡槽内，过滤板上与后端盖出液口相对处设有均匀阵列的小孔，过滤板上小孔的孔径与工具阴极上小孔的孔径相同；弹性垫圈分别安设于前后端盖的内侧与被加工金属管前后两端接触处；前端盖和后端盖通过螺柱和螺母连接并通过旋转后端盖上的螺母压紧。
所述的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其中：工具阴极的后端与过滤板平行且设置一定距离，其距离可选为5～10mm。
所述的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其中：工具阴极外壁与被加工金属管内壁之间的间隙为电解两电极之间间隙，可选为1～2mm。
所述的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其中：弹性垫圈厚度不小于2mm，其内径等于被加工金属管内径，其外径不小于被加工金属管外径。
所述的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其中：前端盖和后端盖为绝缘材料，可选为工程塑料、ABS。
所述的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，其中：密封圈上和绝缘粒子接触的型面为锥面结构。
本实用新型采用上述技术方案后将达到如下技术效果：
本实用新型的一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，将工具阴极插入待加工管孔内，密封圈嵌设于前端盖体内，工具阴极前端伸出并与密封圈紧密嵌合，前端盖通过弹性垫圈与金属管前端接触，从后端将绝缘粒子紧密填充在工具阴极与金属管之间的间隙中，加之过滤板、弹性垫圈和后端盖，并通过螺柱和螺母将前后端盖压紧。密封圈上和绝缘粒子接触的型面为锥面结构，当旋转后端盖上的螺母时，后端盖带动弹性垫圈、被加工金属管和绝缘粒子一起向前端盖方向运动，密封圈上锥面附近的绝缘粒子给密封圈的锥面施加径向力，使密封圈径向膨胀、轴向压缩，实现密封圈和工具阴极的密封及绝缘粒子的紧密填充。电解液从工具阴极的前端流入，从工具阴极上的镂空孔群中溢出与金属管内壁面接触，再从后端盖的出液口流出。
本实用新型相对于现有技术具有以下特点：
1、本实用新型利用绝缘粒子做掩膜，使掩膜制备工艺简单易行，成本较低，可操作性强。
2、结构简单，易于实现。通过使用带有锥面结构的密封圈以及旋紧螺母并通过两端弹性垫圈的变形实现绝缘粒子压紧和在金属管内壁上的固定，无需增加额外的复杂结构。
附图说明
图1是一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置的结构示意图。
图2是一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置的外部轮廓示意图。
图中：1、工具阴极；2、螺柱；3、螺母；4、密封圈；5、前端盖；6、弹性垫圈；7、后端盖；8、过滤板；9、被加工金属管；10、绝缘粒子。
具体实施方式
下面结合图1和图2对本实用新型的实施方案进行进一步说明。
本实用新型提出一种金属管内壁面微纳织构电解加工装置，它包括工具阴极1、密封圈4、过滤板8、弹性垫圈6、前端盖5和后端盖7，工具阴极1呈管状，其上设置有用于电解液通过的镂空孔群，工具阴极1的后端封闭，工具阴极1沿轴向设置在被加工金属管9内并与其同轴设置；工具阴极1的外壁与被加工金属管9内壁之间存在间隙，该间隙可设为2mm；绝缘粒子10紧密地填充于工具阴极1与被加工金属管9之间的间隙中，绝缘粒子10的粒径可选用均匀的也可选用非均匀的，绝缘粒子10的粒径均要大于工具阴极1上镂空孔群的孔径；工具阴极1前端与密封圈4紧密嵌合并装配在前端盖5上；过滤板8安设于后端盖7凸缘的卡槽内，过滤板8上与后端盖7出液口相对处设有均匀阵列的小孔，过滤板8上小孔的孔径与工具阴极1上小孔的孔径相同；工具阴极1的后端与过滤板8之间的距离为5～10mm；弹性垫圈6分别安设于前端盖5和后端盖7的内侧与被加工金属管9前后两端接触处；弹性垫圈6厚度可选为2～3mm，其内径等于被加工金属管9的内径，其外径不小于被加工金属管9的外径；前端盖5和后端盖7通过螺柱2和螺母3连接并通过旋转后端盖7上的螺母3来压紧填充于工具阴极1与被加工金属管9之间间隙中的绝缘粒子10；前端盖5和后端盖7的材料可选为工程塑料、ABS。从工具阴极1前端口通入电解液，并从工具阴极1上的镂空孔群中流经填充绝缘粒子10的间隙中并从后端盖7上的出液口流出，当电解液正常流动后，以工具阴极1为阴极、金属管9为阳极施加电压即可进行电解加工。
本实用新型中所选用的密封圈4为橡胶制气缸密封圈，密封圈4上和绝缘粒子10接触的型面为锥面结构，当绝缘粒子10填入后，通过旋转后端盖7上的螺母3使部分绝缘粒子10流到密封圈4的锥形开口处，密封圈4上锥面附近的绝缘粒子10给密封圈4的锥面施加径向力，使密封圈4径向膨胀、轴向压缩，实现密封圈4和工具阴极1的密封及绝缘粒子10的紧密填充，使密封圈4的内环更加紧密的包裹在工具阴极1上，从而达到良好的密封效果。