CN101579762A - 电极装置及电加工方法 - Google Patents
电极装置及电加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101579762A CN101579762A CNA2008100973852A CN200810097385A CN101579762A CN 101579762 A CN101579762 A CN 101579762A CN A2008100973852 A CNA2008100973852 A CN A2008100973852A CN 200810097385 A CN200810097385 A CN 200810097385A CN 101579762 A CN101579762 A CN 101579762A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- electrode
- tube element
- conducting element
- pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于工件电加工的电极装置及方法。该电极装置包括电极、电源及加工液源。电极包括管状元件和导电元件，管状元件在其内设置有管道，导电元件可动的收容于所述管道内并延伸出所述管状元件来加工所述工件。电源可使所述导电元件和工件具有相反的极性。加工液源可提供通过所述导电元件与所述工件之间的加工液。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极装置及电加工方法，尤其涉及一种电极及在工件上加工出期望的结构特征的电加工方法。
背景技术
电加工技术已经广泛的用来对工件，比如对燃气轮机进行加工。以燃气轮机为例，进入其内的燃气的温度越高，该燃气轮机的效率越高。然而，高温的燃气会导致形成高温的运行环境。这样，为了承受运行中的高温，燃气轮机中的涡轮叶片常采用先进的材料来制造，特别是利用先进的冷却技术来对叶片进行制冷。
通常，使用冷却剂，如压缩气体来对叶片进行制冷。叶片中加工有一个或多个冷却孔便于气体通过。特别是在冷却孔中加工出冷却结构，如山脊状的结构以使气体在冷却孔中形成湍流来提高冷却的效果。冷却结构还可包括肋状结构、管状结构等来提高冷却效果，进而提升燃气轮机的效率。
美国专利公告第5,306,401揭示了一种使用电加工，特别是一种型管电化学加工来在涡轮叶片中加工冷却孔的方法。在加工过程中，型管作为阴极，工件作为阳极，同时加工液不断的流过型管与工件之间来移出工件上的被加工的材料而加工出孔。然而，在该专利中，需要设置一个复杂的定位系统来加工每一个孔，这样，加工的效率就会比较低而且增加了制造成本。
所以，需要提供一种新的电极及电加工方法。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于工件电加工的电极装置。该电极装置包括电极、电源及加工液源。电极包括管状元件和导电元件，管状元件在其内设置有管道，导电元件可动的收容于所述管道内并延伸出所述管状元件来加工所述工件。电源可使所述导电元件和工件具有相反的极性。加工液源可提供通过所述导电元件与所述工件之间的加工液。
本发明的另一个实施例提供了一种用于工件电加工的电极。该电极包括其内开设有管道的管状元件及可动的收容于所述管道内并延伸出所述管状元件来进行工件电加工的导电元件。
本发明的实施例还提供了一种用于工件电加工的方法。该方法包括在由工件的内壁所形成的孔内设置一个电极，该电极包括管状元件和导电元件，所述管状元件在其内设置有管道，所述导电元件可动的收容于所述管道内；移动所述导电元件伸出到所述管状元件外；在所述导电元件与所述工件的内壁上施加电流并在其间通过加工液来在所述内壁上加工出凹入部。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1为本发明电极设置于工件中的孔内的一个实施例的平面示意图；
图2为沿图1中A-A线所得的电极与工件的剖面示意图；
图3为本发明电极与工件的另一个实施例的剖面示意图；
图4为与图3相似的剖面示意图，其中电极为空心的导电元件；
图5为本发明电极与工件的再一个实施例的剖面示意图；
图6为与图5相似的剖面示意图，其中电极为空心的导电元件；
图7为沿图1中B-B线所得的于工件上加工出的凹入部的一个实施例的剖面示意图；
图8为沿图1中B-B线所得的于工件上加工出的凹入部的另一个实施例的剖面示意图。
具体实施方式
如图1所示，电极装置1包括电极10、电源11和加工液源(未图示)。电极10设置于导电的工件12的孔14内，其包括管状元件16和收容于管状元件16内的导电元件18。管状元件16设置有上表面160、底表面162和位于上表面160和底表面162之间的侧面164。导电元件18包括有位于上表面160之外的前端180和一个作为加工端的后端182(图2所示)。电源11的正极和负极分别与工件12和导电元件18的前端180相连。此外，在一些实施例中，电源11的正极和负极也可分别与导电元件18的前端180和工件12相连。在本实施例中，孔14为一个盲孔，其具有内壁140。管状元件16和导电元件18呈圆柱形结构。另外，孔14也可为通孔，管状元件16和导电元件18也可为其他形状，比如多边形结构。对本领域技术人员来说，电源11和加工液源可较容易的获得并实施。
图2为沿图1中A-A线所得的电极10与工件12的一个实施例的剖面示意图。如图2所示，在本实施例中，管状元件16为由电绝缘材料制得，该绝缘材料可包括聚乙烯、陶瓷或橡胶材料等。管状元件16的底部封闭，其内开设有一个弯曲的管道166，其上的第一开口167位于上表面160上，第二开口168位于侧面164上并与第一开口167贯通。另外，在本实施例中，导电元件18为实体结构且由具有一定柔性的金属材料，如铜或钛制成来适应管道166的曲率。此外，导电元件18的尺寸小于管道166的尺寸，这样，导电元件18可弯曲且可动的收容于管道166内。
在图2所示的实施例中，工件12可作为阳极，导电元件18可作为阴极。导电元件18的工作端182可动的收容于管道166内并且距侧面164具有一定的距离，这样，以便在一定的应用中，比如侧面164和内壁140之间的距离很小的情况下来加工内壁140。另外，工作端182也可与侧面164齐平。当电源于导电元件18和工件12上施加电流时，加工液源(未图示)可以提供加工液连续的循环穿过管道166和孔14。如图2所示，加工液的循环方向如箭头20和22所示。当然，当孔14为通孔时，加工液也可以直接通过孔14。
在本发明的实施例中，电加工包括放电加工(Electro DischargeMachining，EDM)、电化学加工(Electrochemical Machining，ECM)和放电加工与电化学加工的结合，即电解放电加工(Electrochemical DischargingMachining，ECDM)。加工液可包括非导电溶液或电解质溶液。在一定的实施例中，可选用ECDM和电解质溶液来进行加工。
参看图2所示，在电加工内壁140的过程中，来自于电源11的电流通过导电元件18的加工端182和内壁140之间以去除内壁140上特定区域上的金属材料来加工出凹入部142。同时，加工液把去除的金属材料带出孔14。由于导电元件18可弯曲并可动的收容于管道166内，导电元件18的加工端182可动的位于靠近开口168的一定位置来加工出凹入部142。特别是在电化学加工或电解放电加工中，当加工端182被消耗时，可通过不断的朝向侧面164来移动导电元件18就可补偿被消耗掉的加工端182。另外，在实施例中，不导电的管状元件16的存在可避免内壁140上加工区域以外的其他区域上的金属被去除。此外，凹入部142可为任何所期望的结构，比如矩形孔、柱形孔等。
图3为本发明电极与工件的另一个实施例的剖面示意图。在本实施中，其结构与图2中所示的结构类似。不同之处在于在电加工过程中，加工端182可延伸出侧面164来加工内壁140，甚至可伸入进凹入部142内以便进一步的加工。
图4为与图3相似的剖面示意图。在本实施例中，导电元件18为空心结构，其设置有入口30和出口32。与图3中所示的实施例类似，空心的导电元件18可弯曲且可动的收容于弯曲的管道166内。在电加工过程中，空心的导电元件18作为阴极，其加工端182可伸出侧面164来加工内壁140。加工液被导入进入口30，穿过该导电元件18的主体和出口32后从孔14导出。同时，加工液也可穿过管道166后从孔14导出。加工液的循环方向可如箭头34、35和36所示。另外，与图2所示的结构类似，在本实施例中，在一定的应用中，加工端182也可不伸出侧面164来加工内壁140。
图5为本发明电极与工件的再一个实施例的剖面示意图。如图5所示，电极40包括有管状元件42和收容于管状元件42内的导电元件44。管状元件42的结构与图3中所示的管状元件16的结构类似，管状元件42同样开设有贯穿其上表面420和侧面422的弯曲管道420。二者不同之处在于管状元件42由导电材料制的。另外，在导电的管状元件42的整个侧面422上包覆有绝缘材料46。特别是该绝缘材料平滑、厚度均匀、无杂质和小孔且紧贴于侧面422上。导电元件44与图2-3中所示的导电元件18相似，其可弯曲且可动的收容于管道420中。
在本发明的一个实施例中，可设置类似于电源11的另一个电源(未图示)。该电源可分别与导电的管状元件44和工件12相连。这样，管状元件42和导电元件44均可作为阴极或阳极，而工件12相应的作为阳极或阴极。在图5所示的实施例中，管状元件42和导电元件44均可作为阴极，而工件12作为阳极。在电加工过程中，根据需要，管状元件42可首先位于相对于工件12的特定位置；然后，在管状元件42和工件12上施加电流，以在工件12上加工出直孔，如孔14；随后，在期望的加工位置，来自于电源11的电流通过导电元件44和工件12，以在孔14的内壁140上加工出一定的凹入部142。同时，来自于加工液源的加工液可循环的通过管道420和孔14来带出被移除的金属。这样，电极40可用来加工直孔14和凹入部142。
在图5所示的实施例中，由于导电元件44可弯曲且可动的收容于管道142内，其便可延伸出绝缘材料46外，甚至进入到凹入部142内来进一步加工。当然，其也可不伸出绝缘材料46外来加工。
另外，由于绝缘材料46设置于整个侧面422上，所以加工时导电的管状元件42不会对内壁140产生实质的影响。当然，在本实施例中，孔14的尺寸要足够合适而不至于影响导电元件44进行加工。在另一实施例中，绝缘材料46包覆一部分侧面422，比如侧面422靠近底表面423的一部分没有包覆绝缘材料46。这样，这一部分没有包覆的导电元件44在加工过程中可用来扩大孔14以便于电极40可自由的出入孔14。此外，为了避免管状元件42和导电元件44相互干涉，可在管道420表面上覆盖有绝缘材料或者在整个或部分导电元件44上包覆有绝缘材料。
图6为与图5相似的剖面示意图。在本实施例中，导电元件44为空心结构且可弯曲并可动的收容于管道420内。空心的导电元件44设置有入口440和出口441。在本实施例的电加工过程中，加工液可从入口440导入，穿过导电元件44的主体及出口441后从孔14导出。加工液的流动方向可如箭头47、48和49所示。
另外，如图5-6所示，在本发明的实施例中，管状元件42可于其底面423向上开设有与孔14相导通的缺口425。这样，加工液也可以依次通过管道420、缺口425和孔14来提高移出被加工的金属材料的效率。
在本发明的实施例中，管状元件16或42和导电元件18或44可分别与驱动装置，如电机相连来控制其运动。如图1所示，电极可驱动管状元件16或42和导电元件18或44沿着如箭头25或26和27或28所示的方向作旋转运动或上下移动。对于本领域技术人员来说，这都是较容易实现的。另外，当管道166或420的尺寸足够大时，导电元件18或44可在管道166或420内沿箭头29所示的方向作水平移动来使导电元件18或44的工作端靠近或远离内壁140。此外，导电元件18或44可在内壁140的不同位置上加工具有不同结构的凹入部142。
图7-8为本发明实施例的中工件12上的凹入部142的结构剖面示意图。如图1和图7所示，由于管状元件16或42和导电元件18或44间断的运动，凹入部142可为间隔分布于内壁140圆周的矩形孔。如图1和图8所示，当管状元件16或42和导电元件18或44连续的运动时，凹入部142就可为环状结构。当然，在不同的应用中，凹入部142也可为其他结构。
虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (20)
1.一种用于工件电加工的电极装置，包括：
电极，其包括管状元件和导电元件，所述管状元件在其内设置有管道，所述导电元件可动的收容于所述管道内并延伸出所述管状元件来加工所述工件；
电源，其可使所述导电元件和工件具有相反的极性；
加工液源，其可提供通过所述导电元件与所述工件之间的加工液。
2.如权利要求1所述电极装置，其中电源的正极和负极分别与所述工件和所述导电元件相连。
3.如权利要求1所述的电极装置，其中所述管状元件包括有非导电材料。
4.如权利要求1所述的电极装置，其中所述电加工为电解放电加工。
5.如权利要求1所述的电极装置，其中所述管道包括有位于所述管状元件上表面的第一开口和位于所述管状元件侧面的第二开口，所述导电元件延伸出所述第二开口来加工所述工件。
6.一种用于工件电加工的电极，包括：
管状元件，其内开设有管道；
导电元件，其可动的收容于所述管道内并延伸出所述管状元件来进行工件电加工。
7.如权利要求6所述的电极，其中所述管状元件包括有非导电材料。
8.如权利要求6所述的电极，其中所述导电元件可弯曲。
9.如权利要求6所述的电极，其中所述导电元件是实体的。
10.如权利要求6所述的电极，其中所述导电元件是空心的。
11.如权利要求6所述的电极，其中所述管道包括有位于所述管状元件上表面的第一开口和位于所述管状元件侧面的第二开口，所述导电元件延伸出所述第二开口来进行工件电加工。
12.如权利要求6所述的电极，其中所述管状元件包括有可用于工件电加工的导电材料。
13.如权利要求6所述的电极，其中所述电加工为电解放电加工。
14.如权利要求6所述的电极，其中所述导电元件可在所述管道内水平移动来进行工件电加工。
15.一种用于工件电加工的方法，其包括：
在由工件的内壁所形成的孔内设置一个电极，该电极包括管状元件和导电元件，所述管状元件在其内设置有管道，所述导电元件可动的收容于所述管道内；
移动所述导电元件伸出到所述管状元件外；
在所述导电元件与所述工件的内壁上施加电流并在其间通过加工液来在所述内壁上加工出凹入部。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述管道包括有位于所述管状元件上表面的第一开口和位于所述管状元件侧面的第二开口，所述导电元件延伸出所述第二开口来进行工件电加工。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述管状元件包括有非导电材料。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述加工液包括有电解质溶液。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述管状元件包括有可用于工件电加工的导电材料。
20.如权利要求19所述的方法，包括：
相对于所述工件来定位所述管状元件；
在所述管状元件和所述工件上施加电流并在其间通过电解质溶液以在所述工件上加工所述孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100973852A CN101579762A (zh) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | 电极装置及电加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100973852A CN101579762A (zh) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | 电极装置及电加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101579762A true CN101579762A (zh) | 2009-11-18 |
Family
ID=41362146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100973852A Pending CN101579762A (zh) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | 电极装置及电加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101579762A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101870018A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-10-27 | 重庆红江机械有限责任公司 | 燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法及所使用的电解夹具 |
| CN102528183A (zh) * | 2010-12-07 | 2012-07-04 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 柱状体及其成型装置及其成型方法 |
| CN102528187A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-04 | 上海交通大学 | 倒置式电化学放电加工方法及装置 |
| CN102950343A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-03-06 | 大连理工大学 | 一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法 |
| CN103008806A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-03 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机三联叶片汽道电加工用石墨电极及其制备方法 |
| CN102107304B (zh) * | 2009-12-25 | 2014-04-09 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 电化学加工设备及加工方法及其电极单元 |
| CN105189002A (zh) * | 2013-05-16 | 2015-12-23 | 三菱重工业株式会社 | 电解加工工具及电解加工系统 |
| CN105290553A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-02-03 | 北京航天新风机械设备有限责任公司 | 一种圆筒状零件内壁凸起特征清根工装 |
| WO2019237443A1 (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | 江苏大学 | 一种电解加工中阴极表面绝缘的装置 |
| CN111182992A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-05-19 | 赛峰集团 | 用于在放电加工中保持一个或多个电极的设备及其制造方法 |
-
2008
- 2008-05-14 CN CNA2008100973852A patent/CN101579762A/zh active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107304B (zh) * | 2009-12-25 | 2014-04-09 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 电化学加工设备及加工方法及其电极单元 |
| CN101870018A (zh) * | 2010-05-31 | 2010-10-27 | 重庆红江机械有限责任公司 | 燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法及所使用的电解夹具 |
| CN101870018B (zh) * | 2010-05-31 | 2013-01-16 | 重庆红江机械有限责任公司 | 燃油喷嘴喷孔内孔口电解加工方法及所使用的电解夹具 |
| CN102528183A (zh) * | 2010-12-07 | 2012-07-04 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 柱状体及其成型装置及其成型方法 |
| CN102528187B (zh) * | 2012-01-16 | 2013-12-25 | 上海交通大学 | 倒置式电化学放电加工方法及装置 |
| CN102528187A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-04 | 上海交通大学 | 倒置式电化学放电加工方法及装置 |
| CN102950343A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-03-06 | 大连理工大学 | 一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法 |
| CN102950343B (zh) * | 2012-11-15 | 2014-10-15 | 大连理工大学 | 一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法 |
| CN103008806A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-04-03 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机三联叶片汽道电加工用石墨电极及其制备方法 |
| CN105189002A (zh) * | 2013-05-16 | 2015-12-23 | 三菱重工业株式会社 | 电解加工工具及电解加工系统 |
| CN105189002B (zh) * | 2013-05-16 | 2016-11-09 | 三菱重工业株式会社 | 电解加工工具及电解加工系统 |
| CN105290553A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-02-03 | 北京航天新风机械设备有限责任公司 | 一种圆筒状零件内壁凸起特征清根工装 |
| CN111182992A (zh) * | 2017-09-29 | 2020-05-19 | 赛峰集团 | 用于在放电加工中保持一个或多个电极的设备及其制造方法 |
| WO2019237443A1 (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | 江苏大学 | 一种电解加工中阴极表面绝缘的装置 |
| US11331737B2 (en) | 2018-06-15 | 2022-05-17 | Jiangsu University | Device for insulating cathode surface in electrochemical machining |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101579762A (zh) | 电极装置及电加工方法 | |
| CN204397104U (zh) | 孔板电极扫描式掩膜电解加工装置 | |
| CN101332526B (zh) | 电腐蚀粗加工方法 | |
| CN102133666B (zh) | 刀具接头组件及加工系统 | |
| CN103611994B (zh) | 复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床 | |
| CN103480926B (zh) | 微小孔电火花-电解异区同步复合加工方法及其专用工具 | |
| CN103386521B (zh) | 微小孔电火花-电解组合加工多通道对称冲液装置及方法 | |
| CN101633065A (zh) | 微尺度脉冲电解射流加工系统及加工方法 | |
| CN103624348B (zh) | 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法 | |
| CN100519031C (zh) | 非导电材料电火花铣削方法 | |
| CN107378154B (zh) | 一种用于电解加工孔的多功能伸缩工具电极 | |
| CN102357689A (zh) | 电解加工阵列电极 | |
| CN103111696A (zh) | 金属表面微织构群电极直写微细电解加工方法及专用设备 | |
| CN106925849A (zh) | 一种l形曲面类工件电解加工的流场夹具 | |
| CN105127528B (zh) | 阵列群电极微小孔电加工同轴冲液方法及装置 | |
| Yao et al. | Investigation on the electrochemical machining by using metal reinforced double insulating layer cathode | |
| CN103831497B (zh) | 蛇形流道活动模板群孔电解加工装置及加工方法 | |
| CN108788352B (zh) | 线电极工件异速复合运动微细电解线切割加工方法 | |
| CN103658895A (zh) | 一种对形状复杂的内表面进行放电加工的装置 | |
| Zhang et al. | A micro-machining system based on electrochemical dissolution of material | |
| CN103692035B (zh) | 一种对丝状金属材料进行放电加工的装置 | |
| CN207447536U (zh) | 一种用于电解加工孔的多功能伸缩工具电极 | |
| CN205057226U (zh) | 阵列群电极微小孔加工同轴冲液装置 | |
| CN203636144U (zh) | 一种对形状复杂的内表面进行放电加工的装置 | |
| CN201471028U (zh) | 小孔电解去毛刺设备和工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20091118 |