專利名稱：剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置及其加工工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置及其加工工藝方法，屬于剃須刀靜刀蓋機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的開發(fā)和研究不斷深入，在剃須刀行業(yè)內(nèi)，靜刀蓋加工成為急需改進(jìn)和研究的課題。為了使毛發(fā)充分進(jìn)入靜刀蓋與動刀刃配合的剪切區(qū)域且保證靜刀蓋強(qiáng)度和剛性，靜刀蓋壁厚通常減薄加工至O. Imm左右；為了能夠減少動刀刃磨損，提高其使用壽命，靜刀蓋內(nèi)壁應(yīng)保證高的表面質(zhì)量。目前為了保證靜刀蓋內(nèi)壁高表面質(zhì)量以及毛發(fā)高進(jìn)入率，靜刀蓋通常采取先進(jìn)行外表面群縫加工，再進(jìn)行內(nèi)壁減薄加工的工藝路線。其中，靜刀蓋內(nèi)壁減薄主要加工方法包 括管子砂套磨、數(shù)控車床精加工、電火花加工和電解磨削等。采用管子砂套磨的減薄加工工藝，磨削過程中，靜刀蓋內(nèi)壁表面粗糙度受金剛砂顆粒粗細(xì)影響，一般都需要多次磨削加工，加工效率低，由于管子砂套在旋轉(zhuǎn)過程中，砂管線速度不一樣，靜刀蓋內(nèi)壁表面高低不同，也給后續(xù)加工增加難度；數(shù)控車床精加工，由于靜刀蓋內(nèi)壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工部位寬度較小，使得切削加工難度增加，且切削加工內(nèi)壁表面粗糙度較低，還需增加表面衍磨處理，加工成本較高；電火花加工為了獲得高的表面粗糙度，加工速度應(yīng)較低，電極損耗很大，使得靜刀蓋內(nèi)壁加工重復(fù)精度降低，而且電火花加工設(shè)備投入巨大，因此很難形成更大規(guī)模的批量生產(chǎn)；電解磨削是由電解作用和機(jī)械磨削作用相復(fù)合而進(jìn)行加工的，磨頭安裝在主機(jī)上作為工具陰極，為了獲得高的表面質(zhì)量以及加工精度，主機(jī)旋轉(zhuǎn)速度一般設(shè)計(jì)在12000rpm-16000rpm，磨頭向下壓力為0.4Mpa - 0.5Mpa,由于磨頭加工靜刀蓋磨面周邊要求小圓角過渡，導(dǎo)致電解磨削時(shí)磨頭邊緣易出現(xiàn)尖端放電效應(yīng)，磨頭周邊損耗加劇，需頻繁采用平磨或電火花加工修整磨頭,不僅增加了磨頭成本，同時(shí)使生產(chǎn)效率降低，靜刀蓋內(nèi)壁加工一致性變差。電解加工，是對作為陽極的金屬工件在電解液中進(jìn)行陽極溶解而去除材料，實(shí)現(xiàn)工件加工成形的工藝過程，相較于其他加工工藝，采用電解加工進(jìn)行靜刀蓋內(nèi)壁減薄具有加工效率高、工具陰極無損耗、不存在機(jī)械切削力等特點(diǎn)。其基本工藝過程為工具陰極以一定速度向靜刀蓋直線進(jìn)給，其中工具陰極加工部位尺寸為要求加工的靜刀蓋內(nèi)壁尺寸加上端面平衡間隙，在脈沖電源作用下，工具陰極與靜刀蓋內(nèi)壁保持O. lmm-o. 2mm的加工間隙，電解液在加工間隙高速(lOm/s- 20m/s)流動，進(jìn)給達(dá)到一定深度后，完成靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工。由于靜刀蓋內(nèi)壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用上述加工方法，加工間隙內(nèi)流場分布不均勻，內(nèi)壁表面易產(chǎn)生流痕，且隨著工具陰極進(jìn)給深度增加，加工間隙流場條件進(jìn)一步惡化，局部區(qū)域缺液，最終導(dǎo)致短路現(xiàn)象的發(fā)生
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對目前剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工工藝的不足，提出一種加工效率高、加工過程穩(wěn)定、精度高的靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置及其加工工藝方法，實(shí)現(xiàn)了靜刀蓋內(nèi)壁的優(yōu)質(zhì)、高效加工。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法，基于電解加工原理，采用工具陰極對靜刀蓋毛坯的內(nèi)壁進(jìn)行減薄加工成形；在對靜刀蓋毛坯進(jìn)行電解加工過程中，所述靜刀蓋毛坯相對于工具陰極直線進(jìn)給的同時(shí)伴隨著繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，所述靜刀蓋毛坯與工具陰極形成的加工間隙不斷高速(10m/s-20m/s)流過電解加工所需的電解液。所述靜刀蓋毛還相對于工具陰極的直線進(jìn)給速度為O. 3mm/min-0. 5mm/min,而靜刀蓋毛坯繞自身軸線轉(zhuǎn)動的速度為200rpm-500rpm。所述電解液由工具陰極外側(cè)流入加工間隙、而由工具陰極中心出液孔流出加工間隙，電解液的流動方式為反向收斂流動。·
所述電解液為硝酸鈉水溶液與飽和乙二胺四乙酸溶液配制而成的混合液；所述硝酸鈉水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-10%，所述乙二胺四乙酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5%_1%。本發(fā)明的另一技術(shù)目的是提供一種剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置，包括電解加工系統(tǒng)，以及電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)，所述電解加工系統(tǒng)包括工具陰極、用于夾持安裝工具陰極的陰極夾具、用于推動靜刀蓋毛坯向工具陰極直線進(jìn)給的工件進(jìn)給裝置，以及用于驅(qū)動靜刀蓋毛坯繞自身軸線轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)動裝置。所述陰極夾具包括密封體，工具陰極通過陰極壓板、壓板固定螺釘設(shè)置在密封體的腔室內(nèi)，密封體的腔壁開設(shè)有與電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)連通的進(jìn)液孔、出液孔；所述工件進(jìn)給裝置包括機(jī)床主軸，該機(jī)床主軸的輸出端通過電機(jī)安裝板、電機(jī)安裝螺釘固定設(shè)置工件轉(zhuǎn)動裝置；所述工件轉(zhuǎn)動裝置包括電機(jī)裝置，該電機(jī)裝置的輸出軸外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)，且電機(jī)裝置的輸出軸與電機(jī)連接桿同軸、過盈配合連接，靜刀蓋安裝座固定設(shè)置在電機(jī)連接桿端部內(nèi)側(cè)的凹形槽中，電機(jī)連接桿端部外側(cè)的螺紋固定連接壓緊螺母，靜刀蓋毛坯通過壓緊螺母設(shè)置在靜刀蓋安裝座內(nèi)部，所述電機(jī)連接桿、靜刀蓋安裝座、靜刀蓋毛坯伸入密封體內(nèi)部，電機(jī)連接桿、靜刀蓋安裝座與密封體腔壁滑動配合。密封體由上密封腔與下密封腔體安裝板通過螺釘連接形成，下密封腔體安裝板固定設(shè)置在工作平臺，上密封腔通過兩側(cè)設(shè)置的定位銷與電機(jī)連接桿徑向位置保持相對固定。所述工具陰極加工部位沿周向和徑向皆均勻開設(shè)有通液槽，而工具陰極側(cè)面的非加工部位絕緣處理。根據(jù)以上的技術(shù)方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為
(一)本發(fā)明靜刀蓋毛坯作直線進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)繞自身軸線轉(zhuǎn)動，加工間隙內(nèi)電解液分布均勻，流場穩(wěn)定性好。(二)本發(fā)明采用加工部位沿徑向和周向開設(shè)均勻分布通液槽的工具陰極，避免加工間隙內(nèi)缺液，可實(shí)現(xiàn)O. 05mm-0. Imm的小間隙加工，通過加工間隙的電流密度高，靜刀蓋內(nèi)壁材料去除速度快且加工精度高。(三)本發(fā)明給出的靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝，與電火花加工、數(shù)控車床精加工，電解磨削等工藝相比，工具陰極無損耗，可實(shí)現(xiàn)靜刀蓋內(nèi)壁優(yōu)質(zhì)、高效加工，表面粗糙度Ra 可達(dá) O. 3um-0. 6um。


圖I為本發(fā)明剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置工作箱內(nèi)結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工前示意圖，其中(b)圖是(a)圖的A-A剖視
圖4為本發(fā)明剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工后示意圖，其中(b)圖是(a)圖的B-B剖視
圖； 圖5為本發(fā)明靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工工具陰極結(jié)構(gòu)示意圖，其中(b)圖是(a)圖中I部分的放大結(jié)構(gòu)示意 圖中1、傳動裝置，2、機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)，3、脈沖電源，4、機(jī)床主軸，5、電機(jī)安裝板，6、導(dǎo)電環(huán)，7、電機(jī)連接桿，8、腔體固定螺釘，9、壓力表，10、定位銷，11、上密封腔，12、工作箱，13、下密封腔體安裝板，14、腔體安裝板固定螺釘，15、工作平臺，16、機(jī)床工作臺，17、過濾器，18、調(diào)壓閥，19、電解液泵，20、溢流閥，21、過濾器，22、電解液槽，23、溫控儀，24、加熱器，25、工具陰極，26、陰極壓板，27、壓板固定螺釘，28、靜刀蓋毛坯，29、壓緊螺母，30、靜刀蓋安裝座，31、密封圈，32、密封圈壓塊，33、壓塊固定螺釘，34、連接桿固定螺釘，35、安裝板固定螺釘，36、電機(jī)安裝螺釘，37、電機(jī)裝置。
具體實(shí)施例方式附圖非限制性地公開了本發(fā)明所涉及優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖I所示，本發(fā)明所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置，包括電解加工系統(tǒng)以及電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)。電解加工系統(tǒng)包括工作箱12，機(jī)床工作臺16，工作平臺15，傳動裝置1，脈沖電源3，以及機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)2，工作箱12底部通過工作平臺15固定設(shè)置在機(jī)床工作臺16上。電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)包括過濾器17，調(diào)壓閥18，電解液泵19，溢流閥20，過濾器21，電解液槽22，電解加工過程中啟動電解液泵19，打開調(diào)壓閥18，調(diào)節(jié)溢流閥20，電解液槽22中電解液經(jīng)過濾器21，電解液泵19，調(diào)壓閥18，過濾器17，以及電解液管道進(jìn)入由上密封腔11、下密封腔體安裝板13組成的密封體腔室中，由工作箱12以及電解液管道回流電解液槽22，為了保證電解加工過程中電解液溫度穩(wěn)定，電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)還包括電解液溫控系統(tǒng)，電解液溫控系統(tǒng)包括加熱器24、溫控儀23,溫控儀23用于對電解液溫度進(jìn)行檢測，并將結(jié)果反饋給加熱器24。如圖2所示為剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置工作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，工作箱12內(nèi)設(shè)置有工具陰極25，用于夾持安裝工具陰極25的陰極夾具，用于推動靜刀蓋毛坯28向工具陰極25直線進(jìn)給的工件進(jìn)給裝置，以及用于驅(qū)動靜刀蓋毛坯28繞自身軸線轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)動裝置，工件進(jìn)給裝置包括機(jī)床主軸4，以及設(shè)置在機(jī)床主軸4 一端與工件轉(zhuǎn)動裝置相連的電機(jī)安裝板5,其中電機(jī)安裝板5通過安裝板固定螺釘35固定于機(jī)床主軸4,通過電機(jī)安裝螺釘36連接工件轉(zhuǎn)動裝置；所述工件轉(zhuǎn)動裝置包括電機(jī)裝置37，導(dǎo)電環(huán)6，電機(jī)連接桿7，靜刀蓋安裝座30，以及壓緊螺母29，電機(jī)裝置37的輸出軸外部設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)6，且電機(jī)連接桿 與電機(jī)裝置37的輸出軸同軸、過盈配合，靜刀蓋安裝座30通過連接桿固定螺釘34設(shè)置于電機(jī)連接桿7端部內(nèi)側(cè)的凹槽，靜刀蓋毛坯28通過壓緊螺母29與電機(jī)連接桿7端部外側(cè)的螺紋固定設(shè)置在靜刀蓋安裝座30內(nèi)部，其中導(dǎo)電環(huán)6動子與電機(jī)裝置37的輸出軸同步轉(zhuǎn)動，定子與脈沖電源3正極連接；所述陰極夾具包括上密封腔11、下密封腔體安裝板13、定位銷10以及陰極壓板26，工具陰極25通過陰極壓板26以及壓板固定螺釘27固定設(shè)置在下密封腔體安裝板13，下密封腔體安裝板13通過腔體安裝板固定螺釘14設(shè)置于工作平臺15，上密封腔11通過腔體固定螺釘8固定設(shè)置在下密封腔體安裝板13，壓力表9用于觀察電解加工過程中密封體腔室的電解液壓力，上密封腔11通過兩側(cè)設(shè)置的定位銷10與工件轉(zhuǎn)動裝置的電機(jī)連接桿7徑向位置保持相對固定，電機(jī)連接桿7與上密封腔11之間設(shè)置有絕緣密封圈31，密封圈31通過壓塊固定螺釘33、密封圈壓塊32固定設(shè)置于上密封腔11凹型槽中，電解加工過程中電機(jī)連接桿7、靜刀蓋安裝座30、靜刀蓋毛坯28伸入密封體內(nèi)部，電機(jī)連接桿7、靜刀蓋安裝座30與密封體腔壁滑動配合。如圖3所示為剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄加工前示意圖，此時(shí)靜刀蓋毛坯28已完成外表面群縫加工，靜刀蓋毛坯28內(nèi)壁加工部位1’、2’處壁厚為O. 5mm,圖4所示為剃須刀靜刀 蓋內(nèi)壁減薄加工后示意圖，靜刀蓋毛坯28內(nèi)壁加工部位壁厚為O. 1mm。靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工過程為1)啟動電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)，以及電解液溫控系統(tǒng)，電解液由工具陰極25外側(cè)流入加工間隙，由工具陰極25中心出液孔流出加工間隙，電解液流動方式為反向收斂流動，其中工具陰極25結(jié)構(gòu)如圖5所示，加工部位內(nèi)圈以及外圈沿徑向均勻分布30個(gè)通液槽,為避免電解加工過程中靜刀蓋毛坯28側(cè)壁雜散腐蝕，工具陰極25側(cè)壁非加工部位進(jìn)行絕緣處理；2)開啟機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)2、脈沖電源3，工件進(jìn)給裝置、工件轉(zhuǎn)動裝置根據(jù)機(jī)床運(yùn)動控制系統(tǒng)2的代碼指令，推動靜刀蓋毛坯28作直線進(jìn)給運(yùn)動同時(shí)繞自身軸線轉(zhuǎn)動，所述靜刀蓋毛坯28與工具陰極25形成的加工間隙不斷高速(10m/s-20m/s)流過電解加工所需的電解液，在脈沖電源3，電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)作用下進(jìn)行電解加工，其中靜刀蓋毛坯28繞自身軸線轉(zhuǎn)動，使得電解加工過程中，加工間隙內(nèi)電解液分布均勻，流場穩(wěn)定；工具陰極25加工部位開設(shè)的通液槽，使得加工間隙內(nèi)電解液流量不因加工間隙減小而減小，從而避免缺液，最終可實(shí)現(xiàn)O. 05mm - O. I mm小間隙加工，靜刀蓋內(nèi)壁加工精度高且材料去除速度快，表面粗糙度可達(dá)O. 3um-0. 6um。上述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工采用工藝參數(shù)為電解液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%-10%的硝酸鈉水溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)O. 5%-1%的飽和乙二胺四乙酸溶液的混合液，電解液溫控系統(tǒng)保持電解液溫度27±1°C，電解液進(jìn)口壓力為O. 3-0. 4Mpa ;靜刀蓋毛坯28直線進(jìn)給速度為O. 3mm/min-0. 5mm/min,轉(zhuǎn)動速度為200rpm -500rpm ;脈沖電源3峰值電壓為8-12V,占空比O. 75，頻率25KHz。上面結(jié)合附圖所描述的本發(fā)明優(yōu)選具體實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式，而不是作為對前述發(fā)明目的和所附權(quán)利要求內(nèi)容和范圍的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)和權(quán)利保護(hù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法，其特征在于基于電解加工原理，采用工具陰極對靜刀蓋毛坯的內(nèi)壁進(jìn)行減薄加工成形；在對靜刀蓋毛坯進(jìn)行電解加工過程中，所述靜刀蓋毛坯相對于工具陰極直線進(jìn)給的同時(shí)伴隨著繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，所述靜刀蓋毛坯與工具陰極形成的加工間隙不斷高速(10m/s-20m/s)流過電解加工所需的電解液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法，其特征在于所述靜刀蓋毛坯相對于工具陰極的直線進(jìn)給速度為O. 3mm/min-0. 5mm/min，而靜刀蓋毛坯繞自身軸線轉(zhuǎn)動的速度為200rpm-500rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法，其特征在于所述電解液由工具陰極外側(cè)流入加工間隙、而由工具陰極中心出液孔流出加工間隙，電解液的流動方式為反向收斂流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法，其特征在于所述電解液為硝酸鈉水溶液與飽和乙二胺四乙酸溶液配制而成的混合液；所述硝酸鈉水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-10%，所述乙二胺四乙酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5%-1%。
5.一種基于權(quán)利要求I所述的剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工工藝方法的剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置，包括電解加工系統(tǒng)，以及電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)，其特征在于所述電解加工系統(tǒng)包括工具陰極、用于夾持安裝工具陰極的陰極夾具、用于推動靜刀蓋毛坯向工具陰極直線進(jìn)給的工件進(jìn)給裝置，以及用于驅(qū)動靜刀蓋毛坯繞自身軸線轉(zhuǎn)動的工件轉(zhuǎn)動裝置， 所述陰極夾具包括密封體，工具陰極通過陰極壓板、壓板固定螺釘設(shè)置在密封體的腔室內(nèi)，密封體的腔壁開設(shè)有與電解液循環(huán)過濾系統(tǒng)連通的進(jìn)液孔、出液孔；所述工件進(jìn)給裝置包括機(jī)床主軸，該機(jī)床主軸的輸出端通過電機(jī)安裝板、電機(jī)安裝螺釘固定設(shè)置工件轉(zhuǎn)動裝置；所述工件轉(zhuǎn)動裝置包括電機(jī)裝置，該電機(jī)裝置的輸出軸外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)電環(huán)，且電機(jī)裝置的輸出軸與電機(jī)連接桿同軸、過盈配合連接，靜刀蓋安裝座固定設(shè)置在電機(jī)連接桿端部內(nèi)側(cè)的凹形槽中，電機(jī)連接桿端部外側(cè)的螺紋固定連接壓緊螺母，靜刀蓋毛坯通過壓緊螺母設(shè)置在靜刀蓋安裝座內(nèi)部，所述電機(jī)連接桿、靜刀蓋安裝座、靜刀蓋毛坯伸入密封體內(nèi)部，電機(jī)連接桿、靜刀蓋安裝座與密封體腔壁滑動配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置，其特征在于密封體由上密封腔與下密封腔體安裝板通過螺釘連接形成，下密封腔體安裝板固定設(shè)置在工作平臺，上密封腔通過兩側(cè)設(shè)置的定位銷與電機(jī)連接桿徑向位置保持相對固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置，其特征在于所述工具陰極加工部位沿周向和徑向皆均勻開設(shè)有通液槽，而工具陰極側(cè)面的非加工部位絕緣處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種剃須刀靜刀蓋內(nèi)壁減薄電解加工裝置及其加工工藝方法，屬于剃須刀靜刀蓋機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，它基于電解加工原理，采用工具陰極對靜刀蓋毛坯的內(nèi)壁進(jìn)行減薄加工成形；在對靜刀蓋毛坯進(jìn)行電解加工過程中，所述靜刀蓋毛坯相對于工具陰極直線進(jìn)給的同時(shí)伴隨著繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，所述靜刀蓋毛坯與工具陰極形成的加工間隙不斷高速(10m/s-20m/s)流過電解加工所需的電解液。本發(fā)明不僅能夠加工效率高、加工過程穩(wěn)定、精度高的，而且實(shí)現(xiàn)了靜刀蓋內(nèi)壁的優(yōu)質(zhì)、高效加工。
文檔編號B23H11/00GK102941383SQ201210376050
公開日2013年2月27日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者趙建社, 王峰, 江琴, 肖雄, 李龍 申請人:南京航空航天大學(xué)