一种激光-射流电解复合加工双管工具电极及铣削加工方法

文档序号:31041857发布日期:2022-08-06 04:30阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,包括电源(7)、激光发生系统(2),其特征在于:它还包括光学镜片(101)、外阴极管(102)、内斜凸环(103)、阵列外斜孔(104)、网栅(105)、内阴极管(106)和环带激光束(3);所述的外阴极管(102)同中心轴线地套在内阴极管(106)的外部;所述的光学镜片(101)密封地套嵌在外阴极管(102)和内阴极管(106)之间;所述的网栅(105)固定在内阴极管(106)的下端;所述的外阴极管(102)的下端设有内斜凸环(103);所述的内斜凸环(103)设有沿环周方向均匀分布的阵列外斜孔(104);所述的网栅(105)的下表面高于内斜凸环(103)的底端1~2mm;所述的环带激光束(3)自激光发生系统(2)输出后透过光学镜片(101)进入外阴极管(102)和内阴极管(106)之间的环腔(4)内;所述的环腔(4)和内阴极管(106)内均充满了高速流动的电解液(5);所述的电解液(5)自外阴极管(102)受压进入环腔(4)再流经网栅(105)受负压从内阴极管(106)上端流出。2.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的内阴极管(106)的外直径比外阴极管(102)的内直径小4~6mm。3.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的内阴极管(106)的内直径为10~20mm,壁厚为0.1~2mm。4.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的外阴极管(102)的内直径为15~25mm,壁厚为0.2~2mm。5.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的内阴极管(106)、外阴极管(102)和网栅(105)均由铜或铝制成;所述的环带激光束(3)的功率密度可调。6.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的网栅(105)的网孔为50~100目,开孔率大于50%。7.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的内斜凸环(103)的最大宽度w为0.5~1mm。8.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的阵列外斜孔(104)的直径为0.1~0.2mm,孔间距为0.3~0.6mm。9.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极,其特征在于:所述的环腔(4)内的电解液(5)的出腔速度大于15m/s。10.根据权利要求1所述的一种激光-射流电解复合加工双管工具电极的铣削加工方法,其特征在于:包括以下按顺序实施的步骤:s1. 将被加工工件(6)安装固定好,把将双管工具电极(1)竖直地置于被加工工件(6)的上方,使外阴极管(102)的下端部与被加工工件(6)的待加工区表面的距离为0.5~2mm;s2. 向双管工具电极(1)充注电解液(5)并从内阴极管(106)上端外抽电解液(5),并调节充注压力和外抽力以使电解液(5)自内阴极管(106)上端流出的速度达到设计值;s3. 将外管阴极(102)、内管阴极(106)均与电源(7)的负极进行电气连接,将工件(6)与电源(7)的正极进行电气连接,并把双管工具电极(1)定位在加工的起始位置;s4. 按设定功率启动环带激光发生系统(2)以使环带激光束(3)辐照在工件(6)的待加工区上,与此同时,按设定电压启动电源(7)以使工件(6)与双管工具电极(1)带电;s5. 驱动双管工具电极(1)自起始位置按设定的轨迹路线和设定的速度匀速移动,此时,双管工具电极(1)的下端正对的工件材料在激光辐照热场、电场、电化学场、流场等的协
同作用下被蚀除并在工件(6)表面留下凹槽(6-1)结构;s6. 当双管工具电极(1)走完了全部设定的轨迹路线后,关停激光发生系统(2)、电源(7),停止电解液(5)供给和双管工具电极(1)运动,完成铣削加工。

技术总结
本发明公开了一种激光-射流电解复合加工双管工具电极及铣削加工方法,属于激光-电解复合加工领域。双管工具电极包括光学镜片、外阴极管、内斜凸环、阵列外斜孔、网栅、内阴极管和环带激光束。外阴极管同中心轴线地套在内阴极管外部,采用环带激光束,且外阴极管的下端设有内斜凸环,内阴极管的下端设有网栅。铣削加工过程中,启动环带激光器,接通电源。待加工件在激光辐照热场、电场、电化学场、流场等的协同作用下被蚀除形成凹槽,喷吸式供给电解液,使其充满环腔并及时带走加工产物和气泡。本发明的双管工具电极外径尺寸达到厘米级,可实现金属构件大面积的铣削加工,且加工过程稳定,能实现高效、高精度加工。高精度加工。高精度加工。


技术研发人员:明平美 李冬冬 杨广宾 牛屾 杨晓红 闫亮 郑兴帅 张新民 周洪亮
受保护的技术使用者:河南理工大学
技术研发日:2022.06.20
技术公布日:2022/8/5
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