專利名稱：便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于金屬零件表面的電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置。
背景技術：
許多機械零部件的表面需要拋光加工、刻蝕加工或去毛刺加工。目前，拋光、去毛 刺、刻蝕加工通常采用單獨的工藝裝置完成。而在有些情況下，一個零件同時需要進行這三 種加工，如果采用不同的工藝裝置進行加工，操作不方便，且多套工藝裝置的成本也較高。 采用一套便攜式的工藝裝置完成上述三種工藝具有生產實用性。在實際生產中，許多零件 表面不規則，且零件形狀經常變化，為了實現不同形狀零件的拋光、刻蝕和去毛刺加工，就 需要充分發揮操作者的主觀能動性，手持式工具具有優勢。電化學加工是利用陰陽極之間的電化學作用，在陽極表面產生電化學溶解，根據 現有技術資料，電化學加工既可用于拋光加工，也可用于刻蝕加工和去毛刺加工。拋光加 工、刻蝕加工和去毛刺加工的主要區別在于零件材料的去除規律和去除量有差別。拋光加 工要求零件材料在宏觀上均勻去除，材料去除區域即是拋光區域；刻蝕加工則要求零件材 料局部去除，材料去除區域即是刻蝕部分；去毛刺加工要求零件材料在毛刺部位去除速度 快，而在其它部位去除速度慢。根據電化學加工原理，控制材料去除區域可通過兩種方法實現，一是控制陰極形 狀；另一是控制陰極運動軌跡。研究者為了實現小面積陰極加工大面積零件，提出了移動陰 極電化學加工技術，通過小面積陰極掃描大面積加工表面，實現零件表面拋光，此技術已被 用于齒輪等零件表面的拋光，但是，由于該技術主要面向拋光加工，在設計陰極時，通常根 據被加工表面形狀設計，缺乏通用性。例如，將其用于刻蝕加工時，由于刻蝕過程需要陰極 在任意方向移動時，材料去除規律基本一致，而根據被加工表面所設計的陰極形狀難以滿 足這一點。用于去毛刺加工時，陰極面積比較小，且毛刺通常是錐形，陰極形狀應當強化毛 刺部位的電力線集中效應。為了采用一套裝置完成拋光加工、刻蝕加工和去毛刺加工，陰極 設計也必須滿足這三方面的要求。
發明內容
為了實現電化學加工中采用一套裝置同時進行拋光加工、刻蝕加工和去毛刺加 工，本發明設計了一種便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置。該裝置通過操 作者手工控制陰極移動軌跡，使陰極掃描零件全部被加工區域，實現任意形狀區域的拋光， 也可通過控制陰極移動軌跡，使陰極掃描零件部分被加工區域，實現任意圖形的刻蝕。還可 將陰極固定于毛刺位置上方，實現毛刺的快速去除。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是采用手持式操作筆，操作筆包括外 殼、外殼中裝有可更換的陰極、外殼下部設置有可更換的防磨套構成，陰極上部采用一根導 線連通電源；操作筆中設有電解液通路，并和儲液罐通過輸液管連通；加工時工件接電源 正極，連通陰極的導線接電源負極，電源通電，操作者手工控制操作筆在被加工表面依加工要求而動，電解液由儲液罐經電解液通路流過外殼內部，再流過陰極與被加工工件表面間 間隙實現預期加工；輸液管上設置控制閥，輸液管與外殼連接處通過密封膠實現密封。操作筆中的陰極上部為整體圓柱形，下部為半圓柱形，以使陰極與操作筆外殼之 間通過電解液，在整體圓柱形一端，有外螺紋；操作筆外殼為圓柱形，下端的外圓面有螺紋 安裝著防磨套，防磨套為臺階圓柱形，下端開有矩形缺口 ；陰極與操作筆外殼之間通過過盈 配合固定，防磨套與操作筆外殼間通過螺紋連接固定，防磨套矩形缺口與陰極半圓(實體) 部分同方向。本發明的有益效果是可以采用手工方式，用一套加工裝置實現拋光、刻蝕和去毛 刺加工，操作方便，裝置結構簡單、體積小，攜帶方便。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明裝置的結構原理示意圖。圖2是本發明裝置操作筆A-A向視圖。圖3是本發明裝置操作筆B-B向視圖。圖4是本發明裝置陰極端部和防磨套的C向示意圖。圖5是本發明裝置陰極端部和防磨套的局部放大示意圖。圖6是本發明裝置陰極端部及防磨套與窄槽內角對應時的a-a向剖視圖。圖7是本發明裝置陰極端部及防磨套與窄槽內角對應時的a_b向剖視圖。圖8是本發明裝置陰極端部及防磨套與窄槽內角對應時的b_b向剖視圖。圖9是本發明裝置陰極端部及防磨套與窄槽內角對應時的c向視圖。圖10是本發明裝置用于去毛刺加工時的陰極端部及防磨套示意圖。圖中，1.儲液罐，2.電解液，3.輸液管，4.控制閥，5.密封膠，6.外殼，7.陰極， 8.防磨套，9.工件，10.外襯套，11.勒緊繩。
具體實施例方式在圖1中，本實施例采用手持式操作筆，操作筆包括外殼6、外殼中裝有可更換的 陰極7、外殼下部設置有可更換的防磨套8構成，陰極上部采用一根導線連通電源；操作筆 中設有電解液通路，并和儲液罐1通過輸液管3連通；加工時工件9接電源正極，連通陰極 的導線接電源負極，電源通電，操作者手工控制操作筆在被加工表面依加工要求而動，電解 液2由儲液罐經電解液通路流過外殼內部陰極與被加工工件表面間間隙實現預期加工；輸 液管3上設置控制閥4，輸液管3與外殼6連接處通過密封膠5實現密封。裝在操作筆中的陰極可快速更換，操作筆中的陰極7上部為整體圓柱形，下部為 半圓柱形，以使陰極與操作筆外殼間(筆芯)通過電解液，在整體圓柱形一端，有外螺紋，操 作筆外殼為圓柱形，下端的外圓面有螺紋安裝著防磨套8，防磨套8為臺階圓柱形，下端開 有矩形缺口 ；陰極7與操作筆外殼6之間通過過盈配合固定，防磨套8與操作筆外殼間通過 螺紋連接固定，防磨套8矩形缺口與陰極半圓(實體)部分同方向。操作筆外殼與工件接 近端開有一個槽，槽與陰極半圓(實體)部分同方向。陰極7與工件間留有0. Imm-Imm之間的間隙，使電解液2能通過陰極與工件表面間間隙。操作筆外殼6下部設置的防磨套8，是為防止長時間使用后，操作筆外殼端部磨損。 加工不同類型的零件時，通過更換陰極7和防磨套8，以及控制陰極運動軌跡實現。在加工時，打開輸液管3上的控制閥4，儲液罐1中液體經過輸液管3，流過操作筆 的筆芯和工件9表面間間隙，陰陽極通電，工件9表面與操作筆的筆芯相對部分發生電化學 溶解反應，材料被去除，實現加工。防磨套8材料采用硬質合金或聚四氟乙烯；陰極7材料采用不銹鋼或銅；操作筆 外殼材料采用ABS塑料。操作筆中陰極與電源的連接方式為通過兩個螺母，旋在陰極7整 體圓柱部分上，夾緊與電源相連的導線。操作筆外殼6與輸液管3的連接方式是外殼上開 的孔，直徑較輸液管外徑大0. 05mm，孔在外殼上的軸向位置在筆芯半圓(無材料)部分，靠 近陰極整圓的位置，輸液管插入外殼上的孔，與外殼膠粘結。本裝置用于拋光加工時的實施方式，圖1中所示的陰極和防磨套是用于平面時的 實施方式，陰極端部為平面，防磨套端部為平面。操作筆掃過平面上需拋光的區域，完成該 區域拋光，圖6-圖9是用于窄槽時的實施方式，所采用的陰極端部形狀為與窄槽內角形狀 對應的外角，防磨套端部形狀為與窄槽內角形狀對應的外角。防磨套端部在沿外角面，與陰 極半圓部分的相同方向開槽。以實現窄槽尖角部位拋光。本裝置用于刻蝕加工時的實施方式，采用圖1中所示的陰極和防磨套，陰極端部 為平面，防磨套端部為平面。陰極按照所要刻蝕的圖形形狀運動，工件表面陰極掃描經過部 分的材料被去除，達到刻蝕圖案的目的，例如刻蝕中文字體“大”，操作者手持工具，按“大” 字的寫法移動工具，即可在零件表面刻蝕出“大”字。本裝置用于去毛刺加工時的實施方式，陰極端部為平面或球面，防磨套端部為平 面，如圖10在防磨套外部套一層布質外襯套10，并用勒緊繩11固定。去毛刺時，陰極與毛 刺相對，并向毛刺逐漸移動，去除毛刺。本發明不局限于上述實施例，任何在本發明披露的技術范圍內的等同構思或者改 變，均列為本發明的保護范圍。
權利要求
一種便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特征在于采用手持式操作筆，操作筆包括外殼(6)、外殼中裝有可更換的陰極(7)、外殼下部設置有可更換的防磨套(8)，操作筆中設有電解液通路，并和儲液罐(1)通過輸液管(3)連通；加工時工件(9)接電源正極，連通陰極的導線接電源負極，電源通電，操作者手工控制操作筆在被加工表面依加工要求而動，電解液(2)由儲液罐(1)經電解液通路流過外殼內部陰極與被加工工件表面間間隙實現預期拋光、刻蝕和去毛刺加工；輸液管(3)上設置控制閥(4)，輸液管(3)與外殼(6)連接處通過密封膠(5)實現密封。
2.如權利要求1所述的便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特征 在于操作筆中的陰極(7)上部為整體圓柱形，下部為半圓柱形，以使陰極與操作筆外殼間 通過電解液，在整體圓柱形一端，有外螺紋，操作筆外殼為圓柱形，下端的外圓面有螺紋安 裝著防磨套(8)，防磨套(8)為臺階圓柱形，下端開有缺口。
3.如權利要求1或2所述的便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特 征在于a)用于拋光平面時，所采用的陰極下端部為平面，防磨套端部也 為平面；b)用于拋 光窄槽時，所采用的陰極下端部形狀為與窄槽內角形狀對應的外角，防磨套端部形狀為與 窄槽內角形狀對應的外角，防磨套端部在沿外角棱邊方向，與陰極半圓部分的相同方向開 槽。
4.如權利要求1或2所述的便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特 征在于用于刻蝕圖案加工時，所采用的陰極下端部為平面，防磨套端部也為平面，刻蝕時 工具依所刻蝕圖案移動，工件上獲得所需圖案。
5.如權利要求1或2所述的便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特 征在于用于去毛刺加工時，所采用的陰極下端部為平面，防磨套端部為平面，在防磨套外 部套一層布質外襯套(10)，并用勒緊繩(11)固定，去毛刺時陰極與毛刺相對并向毛刺逐漸 移動，去除毛刺。
6.如權利要求1或2所述的便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，其特 征在于用于去毛刺加工時，所采用的陰極下端部為球面，防磨套端部為平面，在防磨套外 部套一層布質外襯套(10)，并用勒緊繩(11)固定，去毛刺時陰極與毛刺相對并向毛刺逐漸 移動，去除毛刺。
全文摘要
一種便攜式手持電化學拋光、刻蝕與去毛刺復合加工裝置，該裝置采用手持式操作筆，操作筆包括外殼、外殼中裝有可更換的陰極、外殼下部設置有可更換的防磨套構成，操作筆中設有電解液通路，并和儲液罐通過輸液管連通；加工時工件接電源正極，連通陰極的導線接電源負極，操作者手工控制操作筆在被加工表面依加工要求而動，電解液由儲液罐經電解液通路流過外殼內部陰極與被加工工件表面間間隙實現預期加工；輸液管上設置控制閥，輸液管與外殼連接處通過密封膠實現密封。本裝置可進行拋光加工、刻蝕加工和去毛刺加工，具有便于攜帶、成本低廉、使用方便的特點。
文檔編號B24B27/00GK101879694SQ201010215779
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者周錦進, 龐桂兵, 徐文驥, 牛芳, 騰飛, 高喜龍 申請人:大連工業大學