CN107876913A - 用于电腐蚀工艺的电极及其关联方法 - Google Patents

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B.A.伊布拉欣
D.R.隆巴多
J.A.福格尔
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Abstract

用于电腐蚀工艺的电极包括：轴杆；主体，其连接到所述轴杆；多个加工镶件；绝缘层；以及冲洗盖，其安置于所述主体上且连接到所述轴杆。所述轴杆包括通道、多个第一开口和第二开口，其中每个开口连接到所述通道。所述主体包括多个主要冲洗通道，其中每个通道连接到对应第一开口。所述多个加工镶件沿圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到所述主体的外围端部。每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口。所述绝缘层安置于所述主体的顶表面和底表面上。所述冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口，其中每个通道连接到对应第二开口。

Description

用于电腐蚀工艺的电极及其关联方法
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于电腐蚀工艺的电极以及一种制造此类电极的方法。
背景技术
电加工是一种用于将电能施加到工件和电极以实现从工件移除材料的工艺。通常，电加工工艺基于材料移除过程而被分成两种类别。电加工工艺的第一类别是放电加工(EDM)，其中热能在电极与工件之间流动，从而致使从工件移除材料。电加工工艺的第二类别是电化学加工(ECM)，其中由于来自外加电场的化学电位差而在工件处发生氧化反应且从工件移除材料。
另外，存在另一种利用热能来驱动材料移除的技术，即，高速电腐蚀(HSEE)，其已用于对难以加工的高性能合金工件进行加工。通常，HSEE工艺应用于导电工件。在HSEE工艺中，主要由于热作用的效应而进行材料移除，但还可发生某种电化学反应。
通常，用于常规电腐蚀工艺的电极具有冲洗通道以将冲洗流体引导到切割区。冲洗流体可使工件冷却，且同时从工件排出经移除材料。然而，经移除材料在工件的非切割区上的积聚可能会导致汲取过量的电流且导致在电极与工件之间产生不合乎需要的弧。因此，常规电极可能不适合于对工件进行高速切割。此外，使用传统的钻孔方法难以制造具有多个冲洗通道的大体上大而薄的电极。
因此，需要一种具有独特的冲洗几何结构的新颖且改进的电腐蚀电极，以及一种用于制造此类电极的方法。
发明内容
根据一个实施例，公开了一种用于电腐蚀工艺的电极。所述电极包括：轴杆；主体，其连接到所述轴杆；多个加工镶件；绝缘层；以及冲洗盖，其安置于所述主体上且连接到所述轴杆。所述轴杆包括通道、多个第一开口和多个第二开口，其中所述多个第一和第二开口中的每个开口连接到所述通道。所述主体包括多个主要冲洗通道，其中每个主要冲洗通道连接到对应第一开口。所述多个加工镶件沿所述电极的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到所述主体的外围端部。每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口。所述绝缘层安置于所述主体的顶表面和底表面上。所述冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口，其中每个侧面冲洗通道连接到对应第二开口。
根据另一实施例，公开了一种用于制造用于电腐蚀工艺的电极的方法。所述方法包括对轴杆进行加工以形成通道、多个第一开口和多个第二开口，其中所述多个第一和第二开口中的每个开口连接到所述通道。此外，所述方法包括对主体进行加工以形成多个主要冲洗通道，其中每个主要冲洗通道连接到对应第一开口。所述方法还包括将所述轴杆连接到所述主体，使得每个主要冲洗通道连接到对应第一开口。此外，所述方法包括将多个加工镶件可拆卸地连接到所述主体的外围端部。所述多个加工镶件沿所述电极的圆周方向彼此隔开，且每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口。所述方法还包括将绝缘层安置于所述主体的顶表面和底表面上以及将冲洗盖安置于所述主体上，其中所述冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口。所述方法还包括将所述冲洗盖连接到所述轴杆，使得每个侧面冲洗通道连接到对应第二开口。
方法进一步包括将冲洗盖安置于所述主体上以及将所述冲洗盖连接到所述轴杆包括：将所述冲洗盖的第一冲洗盖安置于所述主体的所述顶表面上；将所述第一冲洗盖连接到所述轴杆，使得所述第一冲洗盖的每个侧面冲洗通道连接到所述多个第二开口中的第一组第二开口；将所述冲洗盖的第二冲洗盖安置于所述主体的所述底表面上；以及将所述第二冲洗盖连接到所述轴杆，使得所述第二冲洗盖的每个侧面冲洗通道连接到所述多个第二开口中的第二组第二开口，其中所述第一和第二组第二开口安置于所述多个第一开口之间。
根据另一实施例，公开了一种用于在电腐蚀工艺中操作电极的方法。所述方法包括通过连接到所述电极的主体的轴杆使所述主体旋转。所述电极包括：所述轴杆；冲洗盖，其安置于所述主体上且连接到所述轴杆；以及多个加工镶件，其沿所述电极的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到所述主体的外围端部。所述方法还包括经由电源向所述电极和工件供电。此外，所述方法包括通过所述电极与所述工件之间产生的原生弧从所述工件移除材料的至少一部分。所述方法还包括从安置于每个加工镶件中的多个第一开口将冲洗流体的一部分直接注入在所述工件上方，以从所述工件排出所述材料的被移除部分。每个第一开口连接到安置于所述主体中的主要冲洗通道且连接到安置于所述轴杆中的通道。此外，所述方法包括从安置于所述冲洗盖中的多个第二开口沿限定在所述多个加工镶件与所述冲洗盖之间的凹口部分注入所述冲洗流体的另一部分，以进一步从所述工件排出所述材料的所述被移除部分。每个第二开口连接到安置于所述冲洗盖中的侧面冲洗通道且连接到安置于所述轴杆中的所述通道。
附图说明
当参考附图阅读下面的具体实施方式时，本发明的实施例的这些和其它特征和方面将变得更好理解，在所有图中类似的标记表示类似的部件，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的电极的分解透视图；
图2是图1的电极的示意性横截面图；
图3是图1和图2的电极的主体的两个半部部分的示意图；
图4是图3的电极的主体的示意图；
图5是本发明的电极的主体的示意图；
图6是常规电腐蚀系统的框图；
图7是使用图1的电极的电腐蚀系统的框图；
图8是用于制造本发明的电极的方法的流程图；并且
图9是用于在本说明书中所描述的电腐蚀工艺中操作电极的方法的流程图。
具体实施方式
除非上下文另有明确规定，否则在以下说明书和权利要求书中的单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括多个指示物。如本说明书中所使用，除非上下文另有明确规定，否则术语“或”并不意味着排他的，而是指存在的参考组分中的至少一个，且包括其中可存在参考组分的组合的情况。
如本文在整个说明书以及权利要求书中所使用的近似类语言可应用于修饰可以许可的方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由一个或多个术语(例如“约”)修饰的值不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似类语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。
除非另有定义，否则本说明书中所使用的技术和科学术语具有与本说明书所属领域的技术人员通常所理解相同的含义。术语“包括(comprising/including)”和“具有”希望是包括性的且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。如本说明书中所使用，术语“第一”、“第二”等等并不指示任何次序、数量或重要性，而是用来区分一个要素与另一要素。除非上下文另有明确规定，否则在以下说明书和所附权利要求书中的单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括多个指示物。
本说明书中所论述的本发明的实施例涉及一种金属切割圆盘工具，例如用于电加工系统(例如电腐蚀)的电极。电极包括：轴杆；主体，其连接到轴杆；多个加工镶件(machining-insert)；绝缘层；以及冲洗盖，其安置于主体上且连接到轴杆。多个加工镶件可拆卸地连接到主体的外围端部且沿电极的圆周方向均匀地分布。加工镶件被配置成用于从工件移除材料的一部分。轴杆包括通道以用于将来自流体源的冲洗流体供应到主体和冲洗盖，由此充当贯穿轴杆(through-shaft)。类似地，主体具有多个主要冲洗通道以用于经由对应的加工镶件将冲洗流体的一部分注入到切割区，以从工件排出材料的被移除部分，由此充当贯穿主体(through-body)。冲洗盖包括多个侧面冲洗通道以用于注入冲洗流体的另一部分，以进一步从工件排出材料的被移除部分。安置于主体的顶表面和底表面上的绝缘层被配置成防止在电极与工件或材料的被移除部分之间产生弧(即次生弧)。
在操作期间，将电极安置成接近于工件，且向电极和工件供电以从工件移除材料的部分(碎屑)。电极由连接到轴杆的电机驱动旋转，贯穿轴杆冲洗流体供应像简单的离心泵一样起作用，由此实现较高冲洗流体压力。此外，贯穿主体冲洗出口将冲洗流体直接注入在切割区上，使切割区冷却，且直接从工件排出碎屑，由此增强贯穿主体冲洗。高冲洗流体压力会提供较高碎屑排出力且因此支持较高材料移除速率。多个加工镶件可在磨损之后予以替换，且加工镶件的布置可机械地阻断原生弧(primary arc)的产生。加工镶件相比于主体较厚(或较宽)，由此当碎屑积聚在电极的侧壁上时提供较多空间以用于移除碎屑，添加绝缘层，从而将进一步有助于避免i)产生次生弧(或放电)和ii)从电源汲取较多电流。
因此，在本说明书中所提供的实施例群组中的是一种用于电腐蚀工艺的电极(100)，其包括：轴杆(102)，其包括通道(115)；主体(104)，其连接到轴杆(102)且包括多个主要冲洗通道(120)；多个加工镶件(106)，其沿电极(100)的圆周方向彼此隔开，其中每个加工镶件(106)包括连接到对应主要冲洗通道(120)的至少一个开口(134)；绝缘层(108)，其安置于主体(104)的顶表面(126)和底表面(128)上；以及冲洗盖(110)，其安置于主体(104)上且连接到轴杆(102)且包括多个侧面冲洗通道(136)，其中每个侧面冲洗通道(136a、136b)连接到通道(115)。
在一个实施例中，用于电腐蚀工艺的电极(100)包括：轴杆(102)；主体(104)，其连接到轴杆(102)；多个加工镶件(106)；绝缘层(108)；以及冲洗盖(110)，其安置于主体(104)上且连接到轴杆(102)。轴杆(102)包括通道(115)、多个第一开口(116)和多个第二开口(118)，其中多个第一和第二开口(116、118)中的每个开口连接到通道(115)。主体包括多个主要冲洗通道(120)，其中每个主要冲洗通道(120)连接到对应第一开口(116)。多个加工镶件(106)沿电极(100)的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到主体(104)的外围端部(124)。每个加工镶件(106)包括连接到对应主要冲洗通道(120)的至少一个第三开口(134)。绝缘层(108)安置于主体(104)的顶表面(126)和底表面(128)上。冲洗盖(110)包括多个侧面冲洗通道(136)和多个第四开口(138a、138b)，其中每个侧面冲洗通道(136a、136b)连接到对应第二开口(118)。
图1是本发明的电极100的分解透视图。在一些实施例中，电极100用于电腐蚀工艺且被配置成从工件(图1中未示出)移除材料的一部分。在一个实施例中，电极100包括：轴杆102；主体104，其连接到轴杆102；多个加工镶件106；多个绝缘层108a、108b；第一冲洗盖110a；以及第二冲洗盖110b。第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b安置于主体104上且连接到轴杆102。
轴杆102包括第一末端112、第二末端114、通道(图1中未示出)、多个第一开116和多个第二开口118。在一个实施例中，通道可安置于轴杆102内且沿电极100的侧向方向101在第一末端112与第二末端114之间延伸。第一末端112可连接到电机(图1中未示出)和冲洗流体源(图1中未示出)。多个第一开口116被安置成紧接于第二末端114，且多个第一开口116中的每一个连接到通道。多个第二开口118安置于多个第一开口116周围，且多个第二开口118中的每一个连接到通道。在所说明的实施例中，多个第二开口118包括第一组第二开口118a和第二组第二开口118b。多个第一开口116安置于第一组第二开口118a与第二组第二开口118b之间。在某些实施例中，多个第一开口116和多个第二开口118被安置成沿电极100的圆周方向103彼此隔开。
在一个实施例中，主体104是环形圆盘。主体104包括两个半部部分(图1中未示出)，所述两个半部部分彼此连接以在所述两个半部部分之间限定多个主要冲洗通道120。多个主要冲洗通道120在主体104的内部外围端部122与外部外围端部124(在下文中也被称作“外围端部”)之间延伸。在一个实施例中，内部外围端部122被配置成连接到轴杆102，使得多个主要冲洗通道120中的每一个连接到对应第一开口116。在一个实施例中，绝缘层108a被配置成安置于主体104的顶表面126上，且绝缘层108b被配置成安置于主体104的底表面128上。在一个或多个实施例中，绝缘层108a、108b与主体104的形状一致。
多个加工镶件106被配置成安置于主体104的外围端部124上。在某些实施例中，多个加工镶件106沿电极100的圆周方向103彼此隔开且可拆卸地连接到外围端部124。在某些实施例中，多个加工镶件106的隔开布置可促进机械地中断工件(未示出)与电极100之间的恒定原生弧的产生。在所说明的实施例中，多个加工镶件106在从约10到约20个的范围内，且多个加工镶件106中的每一个是半圆形组件，其包括内部端部130和外部端部132。内部端部130包括滑动区段，所述滑动区段与主体104的部分搭扣(snap fit)配合。此外，多个加工镶件106中的每一个包括从内部端部130延伸到外部端部132的至少一个第三开口134。在一个实施例中，第三开口134被配置成连接到对应主要冲洗通道120。
在一个实施例中，第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b中的每一个是环形圆盘。第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b中的每一个包括对应多个侧面冲洗通道136a(如图2所示出)、136b和对应第四开口138a、138b。第一冲洗盖110a被配置成安置于主体104的顶表面126上，使得每个侧面冲洗通道136a连接到对应第二开口118。具体地说，每个侧面冲洗通道136a连接到第一组第二开口118a。第一冲洗盖110a特定地安置于绝缘层108a上且被配置成覆盖位于主体104的顶表面126处的内部外围端部122。第二冲洗盖110b被配置成安置于主体104的底表面128上，使得每个侧面冲洗通道136b连接到对应第二开口118。具体地说，每个侧面冲洗通道136b连接到第二组第二开口118a中的第二开口。第二冲洗盖110b特定地安置于绝缘层108b上且被配置成覆盖位于主体104的底表面128处的内部外围端部122。
在一个实施例中，多个主要冲洗通道120和多个侧面冲洗通道136a、136b沿电极100的纵向方向105延伸。主体104具有直径“D1”，且第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b中的每一个具有不同于直径“D1”的直径“D2”。具体地说，直径“D1”大于直径“D2”。在一个实施例中，主体104具有第一厚度“T1”，且多个加工镶件106中的每一个具有不同于第一厚度“T1”的第二厚度“T2”。具体地说，第二厚度“T2”大于第一厚度“T1”。
电极100还包括端盖140、第一O形环142a、第二O形环142b、第一组键146a、第二组键146b、多个限位块148和多个键150。
端盖140安置于第一冲洗盖110a上且连接到轴杆102的第二末端114。具体地说，第一O形环142a被配置成安置于端盖140与第一冲洗盖110a之间，以在端盖140与第一冲洗盖110a之间产生第一密封界面。类似地，第二O形环142b被配置成安置于轴杆102的心轴144与第二冲洗盖110b之间，以在心轴144与第二冲洗盖110b之间产生第二密封界面。
第一组键146a被配置成安置于轴杆102与第一冲洗盖110a之间，以将轴杆102可旋转地连接到第一冲洗盖110a。类似地，第二组键146b被配置成安置于轴杆102与第二冲洗盖110b之间，以将轴杆102可旋转地连接到第二冲洗盖110b。多个限位块148中的每一个安置于主体104的外围端部124上。具体地说，多个限位块148中的每一个安置于相互邻近的加工镶件106之间。每个限位块148被配置成防止对应加工镶件106在主体104上方滑动。每个键150安置于对应限位块148上以用于将限位块148可旋转地连接到主体104。
图2是图1的电极100的示意性横截面图。如图1的实施例中所论述，电极100包括：轴杆102；主体104；多个加工镶件106；多个绝缘层108a、108b；第一冲洗盖110a；以及第二冲洗盖110b。
轴杆102包括通道115、多个第一开口116和多个第二开口118。轴杆102连接到电机152且连接到流体源154。具体地说，电机152以可操作方式连接到轴杆102的心轴144且被配置成驱动轴杆102。流体源154经由导管156而连接到通道115且被配置成将冲洗流体158供应到电极100。在一个或多个实施例中，冲洗流体158是介电流体。
主体104包括第一半部部分104a、第二半部部分104b，第二半部部分104b连接到第一半部部分104a以在第一半部部分104a与第二半部部分104b之间限定多个主要冲洗通道120。多个加工镶件106安置于主体104的外围端部124上。多个加工镶件106中的每一个包括连接到对应主要冲洗通道120的至少一个第三开口134。在一个实施例中，每个加工镶件106中的第三开口134的数目取决于对应主要冲洗通道120的长度、图案和角度中的至少一个。在一个实施例中，图案对应于主要冲洗通道120的形状，此类弯曲形通道、笔直通道等等。角度对应于主要冲洗通道120在每个加工镶件106的内部端部130处的开度角。
绝缘层108a安置于主体104的顶表面126上，且绝缘层108b安置于主体104的底表面128上。在一个实施例中，第一冲洗盖110a安置于顶表面126上以在多个加工镶件106的顶部分106a与第一冲洗盖110a之间限定第一凹口部分160a。具体地说，第一凹口部分160a限定在绝缘层108a上方。类似地，第二冲洗盖110b安置于底表面128上以在多个加工镶件106的底部分106b与第二冲洗盖110b之间限定第二凹口部分160b。具体地说，第二凹口部分160b限定在绝缘层108b上方。第一冲洗盖110a包括多个侧面冲洗通道136a和多个第四开口138a，其中每个侧面冲洗通道136a连接到对应第二开口118a。第二冲洗盖110b包括多个侧面冲洗通道136和多个第四开口138b，其中每个侧面冲洗通道136b连接到对应第二开口118b。在一个实施例中，多个侧面冲洗通道136a、136b中的至少一个侧面冲洗通道包括弯曲通道。端盖140安置于第一冲洗盖110a上且连接到轴杆102的第二末端114。
在操作期间，将电极100放置成接近工件(未示出)，且经由电源162向电极100和工件供电，即电场。具体地说，每个加工镶件106被安置成面向工件。此外，电极100经由电机152而旋转，且冲洗流体158经由流体源154而供应到电极100。具体地说，主体104通过连接到电机152的轴杆102而旋转。通道115从流体源154接收冲洗流体158。冲洗流体158的一部分158a经由多个第一开口116进入主要冲洗通道120，而冲洗流体158的另一部分158b经由多个第二开口118a、118b分别进入侧面冲洗通道136a、136b。
随着对应加工镶件106与工件之间的容积(空间)中的电场的强度增加，在电极100与工件之间产生原生弧，由此通过原生弧从工件移除材料的至少一部分。冲洗流体158的部分158a从对应主要冲洗通道120进入多个加工镶件106。对应加工镶件106的第三开口134被配置成将冲洗流体158的部分158a直接注入在工件上方，以用于使工件冷却以及从工件排出材料的被移除部分(碎屑)。
材料的被移除部分可沉积在电极100的侧壁上方。绝缘层108a、108b防止在电极的侧壁与材料的被移除部分之间产生次生弧。此外，绝缘层108a、108b防止从电源162汲取过量的电场。此外，对应第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b中的每个第四开口138a、138b被配置成沿对应凹口部分160a、160b注入冲洗流体158的另一部分158b，以进一步排出材料的被移除部分。在一个或多个实施例中，本发明的电极100可用于研磨、深槽切割、材料切除、楔式切割等等。
在某些瞬态操作条件期间，加工镶件106可能会由于来自加工镶件106的材料的腐蚀而磨损。在此类条件期间，受损的加工镶件106可易于从主体104移除且用另一加工镶件106予以替换。
在本技术的一个或多个实施例中，电极100通过经由多个第三开口134将冲洗流体直接注入在工件上而功能就像简单的离心泵。由此，电极100使能够在工件处产生大体上较高的冲洗流体压力，提供较高的碎屑排出力，且支持来自工件的较高材料移除速率。
图3是图1和图2的电极100的主体104的两个半部部分的示意图。
主体104包括第一半部部分104a和第二半部部分104b。在一个实施例中，第一半部部分104a和第二半部部分104b中的每一个具有环形圆盘，所述环形圆盘具有对应内部外围端部122a、122b和对应外部外围端部124a、124b。第一半部部分104a包括安置于第一半部部分104a的内表面166a上的多个第一凹槽164。类似地，第二半部部分104b包括安置于第二半部部分104b的内表面166b上的多个第二凹槽168。在一个实施例中，第一半部部分104a和第二半部部分104b被加工(例如开槽)以分别形成多个第一凹槽164和多个第二凹槽168。在所说明的实施例中，多个第一凹槽164和多个第二凹槽168中的每个凹槽是弯曲凹槽。
图4是图3的电极100的主体104的示意图。在一个实施例中，第一半部部分104a和第二半部部分104b各自的内表面166a、166b彼此连接以形成主体104。具体地说，每个第一凹槽164与对应第二凹槽168重叠以在第一半部部分104a与第二半部部分104b之间限定对应主要冲洗通道120。在一个实施例中，每个主要冲洗通道120是弯曲通道。在一些其它实施例中，多个主要冲洗通道120中的至少一个可以是笔直通道。在一个实施例中，第一半部部分104a和第二半部部分104b通过钎焊而彼此连接。
使用传统的钻孔方法难以制造具有多个主要冲洗通道120的大体上大而薄的圆盘电极100。在一个或多个实施例中，通过i)使凹槽非对齐移位或ii)使凹槽对齐而对半部部分104a、104b进行开槽且将带槽面彼此钎焊可使得易于制造具有多个主要冲洗通道120的主体104。本说明书中应注意的是，术语“大体上大而薄的圆盘电极”是指具有大于10的半径对厚度比的电极。
图5是本发明的电极的主体204的示意图。在所说明的实施例中，主体204包括第一半部部分204a和第二半部部分204b。第一半部部分204a包括安置于内表面266a上的多个第一凹槽264，且第二半部部分204b包括安置于内表面266b上的多个第二凹槽268。内表面266a、266b彼此连接以形成主体204。具体地说，每个第一凹槽264从对应第二凹槽268偏移以在第一半部部分204a与第二半部部分204b之间限定对应主要冲洗通道220。在此类实施例中，每个加工镶件可包括两个第三开口，每个第三开口连接到对应主要冲洗通道220。
图6是常规电腐蚀系统301的框图。常规电腐蚀系统311包括电极300、工件313和电源362。电极300用于在工件313中产生深切口317。电极300可包括连接到电极300的主体304的外围端部的加工镶件306。加工镶件306具有均一厚度“T”。
在操作期间，将电极300安置成紧接于工件313，且经由电源364将电场供应到电极300和工件313。随着加工镶件306与工件313之间的容积中的电场的强度增加，在电极300与工件313之间产生原生弧370，由此通过原生弧370从工件313移除材料的至少一部分372。材料的被移除部分372可沉积或积聚在电极300的侧壁374上方，由此在电极300与材料的被移除部分372或电极300的侧壁374之间产生次生弧376。材料的被移除部分372的积聚可能会导致从电源364汲取大体上较多的电场且可能会阻止冲洗流体排出材料的被移除部分372，由此影响电极300的材料移除速率。
图7是使用图1的电极100的电腐蚀系统111的框图。本说明书中应注意的是，为了便于说明，图7所说明的实施例仅示出电极100的一部分。
在一个实施例中，电腐蚀系统111包括电极100、工件113和电源162。在某些实施例中，电源162可以是直流电(DC)源。电极100用于在工件113中产生深切口117。具有第一厚度“T1”的加工镶件106可拆卸地连接到电极100的主体104的外围端部。具有第二厚度“T2”的主体104连接到轴杆(未示出)。绝缘层108a安置于主体104的顶表面上，且另一绝缘层108b安置于主体104的底表面上。第一冲洗盖110a安置于主体104的顶表面上以在加工镶件106的顶部分106a与第一冲洗盖110a之间限定第一凹口部分160a。第二冲洗盖110b安置于主体104的底表面上以在加工镶件106的底部分106b与第二冲洗盖110b之间限定第二凹口部分160b。因此，电极100通过在工件113与电极100的侧壁174之间限定第一凹口部分160a和第二凹口部分160b而在工件113与电极100的侧壁174之间提供较多空间。
在操作期间，将电100安置成紧接于工件113，且经由电源162将电场供应到电极100和工件113。随着加工镶件106与工件113之间的容积中的电场的强度增加，在电极100与工件113之间产生原生弧170，由此通过原生弧170从工件113移除材料的至少一部分172。冲洗流体158的部分158a经由安置于加工镶件106中的第三开口(未标记)而注入，以用于从切割区排出材料的被移除部分172。材料的被移除部分172可沉积或积聚在电极100的侧壁174(非切割区)上方。冲洗流体158的另一部分158b经由安置于第一冲洗盖110a和第二冲洗盖110b中的第四开口(未标记)而注入，以用于从侧壁174排出材料的被移除部分172。绝缘层108a、108b防止在侧壁174与工件113之间产生次生弧。
有利的是，本说明书中所描述的方法提供一种具有独特的冲洗几何结构的改进的电腐蚀电极，以及一种用于制造此类电极的方法。此外，与用于制造电极的传统的钻孔方法相比较，本说明书中所描述的方法允许较容易地制造具有多个冲洗通道的大体上大而薄的电极。
在一个或多个实施例中，本发明的电极100促进：i)大体上较快地排出材料的被移除部分172；ii)较高的材料移除速率；iii)防止侧壁174与工件113之间的空间阻塞；iv)防止在电极100与工件113之间产生次生弧；v)从电源162汲取大体上较少的电场；以及vi)使工件113和电极100冷却。
图8是用于制造本说明书中所描述的电极的方法400的流程图。
方法400包括：在步骤402中，对轴杆进行加工以形成通道、多个第一开口和多个第二开口。在某些实施例中，通道是沿侧向方向且在轴杆的第一末端与第二末端之间延伸的穿孔。在此类实施例中，多个第一和第二开口中的每个开口连接到通道。
方法400还包括：在步骤404中，对主体进行加工以形成多个主要冲洗通道，其中每个主要冲洗通道连接到对应第一开口。在一个实施例中，步骤404包括对主体的第一半部部分和第二半部部分的内表面进行加工，以在第一半部部分中形成多个第一凹槽且在第二半部部分中形成多个第二凹槽。此外，步骤404包括将第一半部部分和第二半部部分的内表面彼此连接以形成主体，主体包括限定在第一半部部分与第二半部部分之间的多个主要冲洗通道。在一个实施例中，第一和第二半部部分通过钎焊而彼此连接。在某些实施例中，每个主要冲洗通道沿电极的纵向方向延伸。
在一个实施例中，将第一半部部分和第二半部部分的内表面连接包括使每个第一凹槽与对应第二凹槽重叠以限定对应主要冲洗通道。在另一实施例中，将第一半部部分和第二半部部分的内表面连接包括使每个第一凹槽从对应第二凹槽偏移以限定对应主要冲洗通道。
方法400还包括：在步骤406中，将轴杆连接到主体，使得每个主要冲洗通道连接到轴杆中的对应第一开口。方法400包括：在步骤408中，将多个加工镶件可拆卸地连接到主体的外围端部。在一个实施例中，多个加工镶件沿电极的圆周方向彼此隔开。在一个实施例中，每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口。
方法400还包括：在步骤410中，将绝缘层安置于主体的顶表面和底表面上。在一个实施例中，安置绝缘层包括将绝缘材料喷涂或涂布在主体的顶表面和底表面上。绝缘材料可以是介电材料。
所述方法还包括：在步骤412中，将冲洗盖安置于主体上。在一个实施例中，冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口。此外，方法400包括：在步骤414中，将冲洗盖连接到轴杆，使得每个侧面冲洗通道连接到对应第二开口。
在一个实施例中，步骤412和414包括i)将冲洗盖的第一冲洗盖安置于主体的顶表面上，以及将第一冲洗盖连接到轴杆，使得第一冲洗盖的每个侧面冲洗通道连接到多个第二开口中的第一组第二开口。步骤412和414还包括i)将冲洗盖的第二冲洗盖安置于主体的底表面上，以及将第二冲洗盖连接到轴杆，使得第二冲洗盖的每个侧面冲洗通道连接到多个第二开口中的第二组第二开口。在此类实施例中，多个第一开口安置于第一组第二开口与第二组第二开口之间。此外，每个侧面冲洗通道沿纵向方向延伸。
在某些实施例中，通过使用钎焊技术以将主体的两个半部部分与轴杆连接，可维持电极的电导率，可改进电极的结构完整性，且可通过消除电极中的任何泄漏流动路径而保持冲洗流体的压力。
图9是用于在本说明书中所描述的电腐蚀工艺中操作电极的方法500的流程图。
方法500包括：在步骤502中，通过连接到电极的主体的轴杆使主体旋转。在一个实施例中，电极包括：轴杆；冲洗盖，其安置于主体上且连接到轴杆；以及多个加工镶件，其沿电极的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到主体的外围端部。
方法500还包括：在步骤504中，经由电源向电极和工件供电。此外，所述方法包括：在步骤506中，通过电极与工件之间产生的原生弧从工件移除材料的至少一部分。
方法500还包括：在步骤508中，从安置于每个加工镶件中的多个第一开口将冲洗流体的一部分直接注入在工件上方，以从工件排出材料的被移除部分。本说明书中应注意的是，多个第一开口对应于多个第三开口，如图1和图2的实施例中所论述。在一个实施例中，每个第一开口连接到安置于主体中的主要冲洗通道且连接到安置于轴杆中的通道。
方法500还包括：在步骤510中，从安置于冲洗盖中的多个第二开口沿限定在多个加工镶件与冲洗盖之间的凹口部分注入冲洗流体的另一部分，以进一步从工件排出材料的被移除部分。本说明书中应注意的是，多个第二开口对应于多个第四开口，如图1和图2的实施例中所论述。在一个实施例中，每个第二开口连接到安置于冲洗盖中的侧面冲洗通道且连接到安置于轴杆中的通道。
方法500还包括：通过安置于主体的顶表面和底表面上的绝缘层防止在电极与工件或材料的被移除部分之间产生次生弧。
根据本说明书中所论述的一个或多个实施例，电极被配置成用于研磨、深槽切割、材料切除和楔式切割。具有贯穿轴杆和贯穿主体冲洗能力的电极促进实现较高的材料移除速率以及从工件冲洗掉材料的被移除部分的有效方式。
虽然本说明书中仅说明及描述实施例的某些特征，但是所属领域的技术人员将会想到许多修改和改变。因此，应理解，所附实施例意图涵盖如属于本发明的精神内的所有此类修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于电腐蚀工艺的电极，其包括：
轴杆，其包括通道、多个第一开口和多个第二开口，其中所述多个第一和第二开口中的每个开口连接到所述通道；
主体，其连接到所述轴杆，其中所述主体包括多个主要冲洗通道，其中每个主要冲洗通道连接到对应第一开口；
多个加工镶件，其沿所述电极的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到所述主体的外围端部，其中每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口；
绝缘层，其安置于所述主体的顶表面和底表面上；以及
冲洗盖，其安置于所述主体上且连接到所述轴杆，其中所述冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口，其中每个侧面冲洗通道连接到对应第二开口。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述主体具有第一厚度，且每个加工镶件具有不同于所述第一厚度的第二厚度。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述冲洗盖包括第一冲洗盖和第二冲洗盖，其中所述第一冲洗盖安置于所述顶表面上以在所述多个加工镶件的顶部分与所述第一冲洗盖之间限定第一凹口部分，其中所述第二冲洗盖安置于所述底表面上以在所述多个加工镶件的底部分与所述第二冲洗盖之间限定第二凹口部分。
4.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述多个第二开口包括第一组第二开口和第二组第二开口，其中所述多个第一开口安置于所述第一组第二开口与第二组第二开口之间，其中所述第一冲洗盖中的每个侧面冲洗通道连接到所述第一组第二开口中的对应第二开口，且其中所述第二冲洗盖中的每个侧面冲洗通道连接到所述第二组第二开口中的对应第二开口。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述多个主要冲洗通道中的至少一个主要冲洗通道包括弯曲通道。
6.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述多个侧面冲洗通道中的至少一个侧面冲洗通道包括弯曲通道。
7.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述主体包括第一半部部分和第二半部部分，所述第二半部部分连接到所述第一半部部分以在所述第一半部部分与所述第二半部部分之间限定所述多个主要冲洗通道。
8.根据权利要求7所述的电极，其特征在于，所述第一半部部分包括安置于所述第一半部部分的内表面上的多个第一凹槽，且所述第二半部部分包括安置于所述第二半部部分的内表面上的多个第二凹槽，其中所述第一半部部分和所述第二半部部分的所述内表面彼此连接，使得每个第一凹槽与对应第二凹槽重叠以限定所述对应主要冲洗通道。
9.一种制造用于电腐蚀工艺的电极的方法，其包括：
对轴杆进行加工以形成通道、多个第一开口和多个第二开口，其中所述多个第一和第二开口中的每个开口连接到所述通道；
对主体进行加工以形成多个主要冲洗通道，其中每个主要冲洗通道连接到对应第一开口；
将所述轴杆连接到所述主体，使得每个主要冲洗通道连接到对应第一开口；
将多个加工镶件可拆卸地连接到所述主体的外围端部，其中所述多个加工镶件沿所述电极的圆周方向彼此隔开，且其中每个加工镶件包括连接到对应主要冲洗通道的至少一个第三开口；
将绝缘层安置于所述主体的顶表面和底表面上；
将冲洗盖安置于所述主体上，其中所述冲洗盖包括多个侧面冲洗通道和多个第四开口；以及
将所述冲洗盖连接到所述轴杆，使得每个侧面冲洗通道连接到对应第二开口。
10.一种方法，其包括：
通过连接到电极的主体的轴杆使所述主体旋转，其中所述电极包括：所述轴杆；冲洗盖，其安置于所述主体上且连接到所述轴杆；以及多个加工镶件，其沿所述电极的圆周方向彼此隔开且可拆卸地连接到所述主体的外围端部；
经由电源向所述电极和工件供电；
通过所述电极与所述工件之间产生的原生弧从所述工件移除材料的至少一部分；
从安置于每个加工镶件中的多个第一开口将冲洗流体的一部分直接注入在所述工件上方，以从所述工件排出所述材料的被移除部分，其中每个第一开口连接到安置于所述主体中的主要冲洗通道且连接到安置于所述轴杆中的通道；以及
从安置于所述冲洗盖中的多个第二开口沿限定在所述多个加工镶件与所述冲洗盖之间的凹口部分注入所述冲洗流体的另一部分，以进一步从所述工件排出所述材料的所述被移除部分，其中每个第二开口连接到安置于所述冲洗盖中的侧面冲洗通道且连接到安置于所述轴杆中的所述通道。
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