[发明专利]对转式电解加工回转体工具阴极设计方法

摘要

一种对转式电解加工回转体工具阴极设计方法，属于电解加工技术领域。包括以下过程：步骤1、根据图纸确定工件半锥角、初始底径、加工深度、高度、凸台宽度、凸台允许误差值；步骤2、根据工件半锥角确定工具阴极半锥角；步骤3、根据工件半锥角、工具阴极半锥角、初始工件底径、工件加工深度，确定工具阴极底径；步骤4、根据工具阴极进给速率、电极对转角速度、凸台宽度，确定每个截面工具阴极窗口夹角；步骤5、根据工具阴极半锥角、底径、窗口夹角计算每个截面窗口边缘点三维坐标值；步骤6、根据工件高度、工件半锥角、工具阴极半锥角，确定工具阴极高度；步骤7、根据工具阴极半锥角、底径、高度、窗口边缘点坐标值，绘制工具阴极三维模型。

主权项

1.一种对转式电解加工回转体工具阴极设计方法，所述对转式电解加工中，工件阳极和工具阴极为环形或锥形回转体结构，工具阴极表面开有不同形状的窗口，其特征在于工具阴极设计过程如下：步骤1、根据所加工的工件阳极图纸，确定工件阳极的半锥角θ_a、初始工件底径R_a、工件加工深度h、工件阳极高度H_a、工件阳极表面凸台沿不同高度截面的宽度d、凸台允许误差值Error_allow；步骤2、根据工件阳极的半锥角θ_a，确定工具阴极半锥角θ_c，计算公式如下：tanθ_asin²θ_c‑sinθ_ccosθ_c+tanθ_a＝0；步骤3、根据工件阳极的半锥角θ_a、工具阴极半锥角θ_c、初始工件底径R_a、工件加工深度h，确定工具阴极底径R_c，计算公式为：当加工深度h≤2mm时，R_c＝(R_a‑h cosθ_a)/cos(θ_a+θ_c)；当加工深度h＞2mm时，步骤4、根据工具阴极进给速率v、电极对转角速度w、工件阳极凸台沿不同高度截面的宽度d，确定对应截面工具阴极窗口夹角β，使得对应工具阴极窗口边缘点有效运动轨迹与工件阳极表面凸台侧壁轮廓趋于一致，其中工具阴极窗口边缘点有效运动轨迹为：工具阴极窗口边缘点在最后一圈运动轨迹与工件阳极相交部分的轨迹；对应截面工具阴极窗口夹角β满足以下条件：其中：(x_L(t_i)，y_L(t_i))为t_i时刻工具阴极窗口边缘点坐标值，满足如下公式：上述公式中R_aL＝R_a‑L tan(θ_a)，R_bL＝R_aL‑h cos(θ_a)，L为截面高度，G_s为工具阴极窗口边缘点有效运动轨迹与凸台侧壁间加工间隙，n为离散的时刻数目，G₀为初始电极间最小加工间隙；步骤5、根据所设计的工具阴极半锥角θ_c、工具阴极底径R_c、对应截面上工具阴极窗口夹角β计算出每个截面工具阴极窗口边缘点三维坐标值；在工具阴极坐标系X'Y'Z'中，不同截面上工具阴极窗口边缘点坐标值(x_A'，y_A'，z_A')可计算为：步骤6、根据工件阳极高度H_a、工件阳极的半锥角θ_a、工具阴极半锥角θ_c，确定工具阴极高度H_c，计算公式为：步骤7、根据工具阴极半锥角θ_c、工具阴极底径R_c、工具阴极高度H_c、不同高度截面工具阴极窗口边缘点坐标值，绘制工具阴极三维模型。