一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法

摘要

本发明公开了一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法，包括以下步骤：在滚珠螺母的出口端设置与滚珠螺母材质相同的牺牲层，并在牺牲层远离滚珠螺母的一侧贴合磁铁，使得牺牲层压紧在滚珠螺母的端部；对滚珠螺母进行阴极电解加工；加工至滚珠螺母的出口端穿通后，完成加工；清洗工件。本发明所提供的电解加工方法，通过选用与工件一致的牺牲层材料，有效地保证了电解加工的平稳过渡，让加工间隙的流场分布基本保持不变，同时在牺牲层的背面贴合磁铁，使得牺牲层与滚珠螺母之间具有一定的结合力，利用磁性吸引力将小凸起的工件材料与牺牲层材料保持贴合，防止小凸起脱落，避免工件材料与牺牲层材料的“过渡区域”的流场发生变化，提高加工稳定性。

权利要求

1.一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在滚珠螺母的出口端设置与所述滚珠螺母材质相同的牺牲层，并在所述牺牲层远离所述滚珠螺母的一侧贴合磁铁，使得所述牺牲层压紧在所述滚珠螺母的端部；

步骤S2：采用阴极对所述滚珠螺母进行阴极电解加工；

步骤S3：加工至所述滚珠螺母的滚道出口端穿通后，完成加工；

步骤S4：清洗工件；

所述步骤S2中，具体采用球头阴极对所述滚珠螺母进行阴极电解加工，所述球头阴极的中间部位为中空部分；在电解过程中，位于所述球头阴极中间位置的一部分滚珠螺母脱离所述滚珠螺母的主体部分形成小凸起；所述磁铁还可利用自身磁性吸引力将所述小凸起的工件材料与所述牺牲层材料保持贴合以防止所述小凸起脱落；

所述牺牲层和所述磁铁均呈环形，并且所述牺牲层和所述磁铁的横截面尺寸与所述滚珠螺母的横截面尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，所述步骤S1中设置的所述牺牲层的厚度大于所述球头阴极的球头半径。

3.根据权利要求2所述的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，所述步骤S2中在对所述滚珠螺母进行阴极电解加工之前，还包括步骤：将所述球头阴极的中心面进给到与所述滚珠螺母滚道相同的水平位置。

4.根据权利要求1所述的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，所述磁铁为钕磁铁或者电磁铁。

5.根据权利要求1所述的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，阴极电解加工时电解液的压力为0.5-2MPa 。

6.根据权利要求5所述的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，其特征在于，所述滚珠螺母与所述牺牲层之间的结合力大于2 MPa 。

说明书

一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电解加工技术领域，特别是涉及一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法。

背景技术

[0002] 在滚珠螺母滚道加工过程中，在滚珠螺母的一端需要加工出口，目前，在出口穿通时加工区流场突变引起的短路现象是影响加工稳定性的主要原因。

[0003] 在出口未穿通时，电解液全部从侧壁间隙流出，加工正常，但是在出口部分穿通时，加工区的流场发生突变，大部分电解液从先穿通的出口底部流出，极少部分从侧壁间隙流出，造成未穿通区域电解液缺失。此时如果阴极继续进给，工具电极将和工件直接接触，发生短路，烧伤阴极和工件，造成加工失败。此外，加工区流场的突变会引起电极的振动，影响出口孔径加工精度。

[0004] 现有技术中，为解决上述问题，普遍采用的方法是在工件的出口位置垫一块金属牺牲层，利用金属牺牲层与工件的贴合，达到改变电解液流向，消除流场突变的目的。然而，现有技术中的方法，由于金属牺牲层和工件很难实现紧密贴合，经常性出现电解液从两者缝隙中泄漏的情况，同时，金属牺牲层与工件仅接触而无任何连接，在孔穿通时，工件上正对阴极内孔未溶解的小凸起将脱落，进入狭小的加工间隙，电解液的高速流动，使得小凸起在阴极与工件之间来回晃动。当小凸起与阴极、工件同时接触时，阴极与阳极工件将导通，产生打火、阴极的烧伤，直至其被冲出加工区。

[0005] 另外，目前所采用的孔电解加工方法，是采用采用喷射的方法在工件预定加工孔的出口位置涂覆熔融的低熔点合金，在空气中冷却形成低熔点合金层，实现工件表面与低熔点合金层的紧密贴合，待加工完毕后再去除低熔点合金层。上述方法中，虽然小凸起不容易脱落，但是由于低熔点合金材料与常见的工件材料相比，其电化学极化电位更低，即低熔点合金牺牲层较工件材料更容易被腐蚀，从而在工件材料与牺牲层的结合面出现一定的台阶，在该区域容易产生涡流区，影响加工间隙的流场。

[0006] 因此，如何有效提高滚珠螺母滚道出口加工的稳定性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法，用于保证电解加工时的平稳过度，让加工间隙的流场分布基本保持不变，提高加工稳定性。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0009] 一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法，包括以下步骤：

[0010] 步骤S1：在滚珠螺母的出口端设置与所述滚珠螺母材质相同的牺牲层，并在所述牺牲层远离所述滚珠螺母的一侧贴合磁铁，使得所述牺牲层压紧在所述滚珠螺母的端部；

[0011] 步骤S2：对所述滚珠螺母进行阴极电解加工；

[0012] 步骤S3：加工至所述滚珠螺母的滚道出口端穿通后，完成加工；

[0013] 步骤S4：清洗工件。

[0014] 优选的，在所述步骤S2中，具体采用球头阴极对所述滚珠螺母进行阴极电解加工。

[0015] 优选的，所述步骤S1中设置的所述牺牲层的厚度大于所述球头阴极的球头半径。

[0016] 优选的，所述步骤S2中在对所述滚珠螺母进行阴极电解加工之前，还包括步骤：

[0017] 将所述球头阴极的中心面进给到与所述滚珠螺母滚道相同的水平位置。

[0018] 优选的，所述磁铁为钕磁铁或者电磁铁。

[0019] 优选的，所述步骤S2中，阴极电解加工时电解液的压力为0.5-2MP。

[0020] 优选的，所述滚珠螺母与所述牺牲层之间的结合力大于2MP。

[0021] 优选的，所述步骤S1中，所述牺牲层呈环形，并且所述牺牲层的横截面尺寸与所述滚珠螺母的横截面尺寸相同。

[0022] 本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，包括以下步骤：在滚珠螺母的出口端设置与所述滚珠螺母材质相同的牺牲层，并在所述牺牲层远离所述滚珠螺母的一侧贴合磁铁，使得所述牺牲层压紧在所述滚珠螺母的端部；对所述滚珠螺母进行阴极电解加工；加工至所述滚珠螺母的出口端穿通后，完成加工；清洗工件。该电解加工方法，通过选用与工件，即所述滚珠螺母一致的材料作为所述牺牲层的材料，有效地保证了电解加工的平稳过渡，让加工间隙的流场分布基本保持不变，同时在所述牺牲层的背面贴合所述磁铁，使得所述牺牲层与所述滚珠螺母之间具有一定的结合力，利用磁性吸引力将小凸起的工件材料与所述牺牲层材料保持贴合，防止小凸起脱落，避免工件材料与所述牺牲层材料的“过渡区域”的流场发生变化，提高加工稳定性。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法的流程图；

[0025] 图2为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法一种具体实施方式的结构示意图；

[0026] 图3为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工过程变化示意图；

[0027] 其中：1-球头阴极，2-工件，3-牺牲层，4-磁铁、5-小凸起。

具体实施方式

[0028] 本发明的核心是提供一种滚珠螺母滚道出口电解加工方法，该方法采用磁吸式同材质牺牲层，通用性强、成本低廉、实现方便。

[0029] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0030] 请参考图1至图3，图1为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法的流程图；图2为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法一种具体实施方式的结构示意图；图3为本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工过程变化示意图。

[0031] 在该实施方式中，滚珠螺母滚道出口电解加工方法包括以下步骤：

[0032] 步骤S1：在滚珠螺母的出口端设置与滚珠螺母材质相同的牺牲层3，并在牺牲层3远离滚珠螺母的一侧贴合磁铁4，使得牺牲层3压紧在滚珠螺母的端部；

[0033] 步骤S2：对滚珠螺母进行阴极电解加工；

[0034] 步骤S3：加工至滚珠螺母的滚道出口端穿通后，完成加工；

[0035] 步骤S4：清洗工件2，即滚珠螺母。

[0036] 这里需要说明的是，在滚珠螺母的滚道加工过程中，在滚柱螺母的滚道主体部分加工完成后，需要穿透滚珠螺母的滚道出口端便可以完成最后的加工过程，滚珠螺母的滚道出口端可以位于滚珠螺母的任一端，具体跟滚珠螺母的滚道设计有关。

[0037] 在上述各实施方式的基础上，在步骤S2中，具体采用球头阴极1对滚珠螺母进行阴极电解加工。这里需要说明的是，采用球头阴极1加工的过程中，当球头阴极1的下部穿透滚珠螺母后，由于球头阴极1的中间部位为中空部分，导致位于球头阴极1中间位置的一部分滚珠螺母脱离滚珠螺母的主体部分，此时，如果对小凸起5没有固定作用，则会像现有技术中出现小凸起5脱离现象。

[0038] 在上述各实施方式的基础上，步骤S1设置的牺牲层3的厚度大于球头阴极1的球头半径，可以有效避免同材质牺牲层3被穿透。

[0039] 在上述各实施方式的基础上，磁铁4为钕磁铁或者电磁铁，钕磁铁4或者电磁铁4都具有足够大的磁力，使用效果可靠，对于牺牲层3的压紧作用大，当然，磁铁4也可以为其他形式的磁铁4，能够保证牺牲层3与工件2材料紧密结构的磁铁4类型均可。

[0040] 在上述各实施方式的基础上，步骤S2中，阴极电解加工时电解液的压力为0.5-2MP，上述压力范围下的阴极电解加工稳定，加工效果好。

[0041] 在上述各实施方式的基础上，滚珠螺母与牺牲层3之间的结合力大于2MP。上述设置是因为，阴极电解加工中，常用电解液压力为0.5-2MPa，为避免孔加工通时，牺牲层3被电解液冲掉，因此，要求工件2材料与牺牲层3之间的结合力不低于2MPa，滚珠螺母与牺牲层3之间的结合力大小取决于磁铁4的能力，因此，应当选择磁力相对较大的磁铁4，防止牺牲层3与工件2材料的连接强度低，牺牲层3被电解液冲掉。

[0042] 在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，牺牲层3呈环形，并且牺牲层3的横截面尺寸与滚珠螺母的横截面尺寸相同。上述设置中，牺牲层3可以与滚珠螺母的滚道加工的出口端贴合紧密，同时，磁铁4同样优选为环形，并且磁铁4的横截面尺寸优选为与滚珠螺母的横截面尺寸相同，即牺牲层3和磁铁4依次排列设置在滚珠螺母的端部。

[0043] 在上述各实施方式的基础上，由于阴极采用的是球头型阴极，为保证加工孔的出口能够完全成型，球头阴极1的中心面要进给到和工件2底面同一水平，即球头阴极1的最底部与工件2底面处于同一水平，当工件2为滚珠螺母的滚道时，球头阴极1的最底部应当与滚珠螺母的滚道底部平齐，当然，在实际加工时，球头阴极1的最底部与工件2底面之间应当具有一定的加工间隙，保证加工顺利进行。

[0044] 优选的，滚珠螺母的端部表面为平面，同材质牺牲层3表面为平面，并且，滚珠螺母的端部表面到同材质牺牲层3表面各处距离相等，以保证工件2与牺牲层3之间的间隙均匀，电解液的流动均匀。

[0045] 另外，需要说明的是，该电解加工方法在去除了磁铁4之后，同材质牺牲层3与工件2材料之间不再有磁吸力，可以轻易的使同材质牺牲层3与工件2材料的分离，相比于现有技术中的牺牲层3去除方法更简单、更高效。

[0046] 该电解加工方法，通过选用与工件2，即滚珠螺母一致的材料作为牺牲层3的材料，有效地保证了电解加工的平稳过渡，让加工间隙的流场分布基本保持不变，同时在牺牲层3的背面贴合磁铁4，使得牺牲层3与滚珠螺母之间具有一定的结合力，利用磁性吸引力将小凸起5的工件2材料与牺牲层3材料保持贴合，防止小凸起5脱落，避免工件2材料与牺牲层3材料的“过渡区域”的流场发生变化，提高加工稳定性。

[0047] 具体的，本实施例所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法，在电解加工时，电解液从中空金属阴极管中高速流出，中空金属阴极管可以圆管或异型管，电解液充满整个加工间隙，阳极工件2在电化学反应作用下溶解并逐渐形成与金属管阴极截面一致的孔型，同时电解液将反应产物、焦耳热带出加工区，电解加工具有不受材料力学性能限制，无重铸层，加工表面完整性好等特点。

[0048] 该方法在阴极电解加工的加工区出口位置磁吸同材质牺牲层3，同材质牺牲层3与工件2材料通过磁性吸引力吸引在一起，形成一定的连接强度。在孔穿通时，工件2上未溶解的小凸起5，仍受磁性吸引力的作用与同材质牺牲层3保持贴合，而不会随着电解液流动进入加工间隙，从而提高了加工稳定性。该方法中，由于工件2材料与同材质牺牲层3是通过磁铁4磁吸在一起的，所以具有一定的界面连接强度，小凸起5在一定压力电解液的高速冲击下不会脱落，从而避免打火等破坏加工稳定性的现象发生。

[0049] 另一方面，牺牲层3与工件2材料一致，所以牺牲层3与工件2的腐蚀特性相同，因此使得孔穿通时，加工间隙的分布会保持一致，加工间隙的流场不会发生改变。

[0050] 以上对本发明所提供的滚珠螺母滚道出口电解加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。