CN108608080B - 感应式电化学加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种感应式电化学加工装置及其加工方法，其包含一工件容置空间、一第一极性感应电极模块与一第二极性感应加工电极模块。第一极性感应电极模块与第二极性感应加工电极模块皆相邻于工件容置空间。本发明的感应式电化学加工方法产生多个感应正电荷于位在工件容置空间的工件的至少一加工表面，以及产生多个感应负电荷于工件的至少一非加工表面，以可对工件进行电化学加工。

Description

感应式电化学加工装置及其加工方法

技术领域

本发明是有关于一种电化学加工，尤指一种感应式电化学加工装置及其加工方法。

背景技术

现今对工件进行加工的方式，大都利用刀具直接接触工件，而以机械力切削工件，然而运用机械力对工件进行加工，因为刀具是直接接触工件，所以加工后的工件的表面会残留应力，如此加工后的工件会容易有应力集中的现象，如此容易导致工件变形，尤其是薄形工件，且加工后的工件的表面容易具有加工痕迹，因此加工精度有限。此外，若工件的材料为高硬度材料，机械力则难以对工件进行加工，且容易造成刀具磨损，而减低刀具的使用寿命，如此即会增加加工成本。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种感应式电化学加工装置及其加工方法，其不需要利用刀具接触工件，而可对工件进行加工。

本发明的一目的，在于提供一种感应式电化学加工装置及其加工方法，其可使工件不需要与电极接触，而可进行电化学加工，以可对工件进行加工。

本发明是有关于一种感应式电化学加工装置，其包含一工件容置空间、一第一极性感应电极模块与一第二极性感应加工电极模块。第一极性感应电极模块与第二极性感应加工电极模块皆相邻于工件容置空间。

本发明是有关于一种感应式电化学加工方法，其提供一电解液于一工件容置空间，并产生多个感应正电荷于位在工件容置空间的一工件的至少一加工表面，以及产生多个感应负电荷于该工件的至少一非加工表面，进而进行电化学加工。

附图说明

图1A：其为本发明的感应式电化学加工装置的第一实施例的立体示意图；

图1B：其为本发明的感应式电化学加工装置的第一实施例的另一立体示意图；

图2：其为本发明的感应式电化学加工装置的第一实施例的电性示意图；

图3：其为本发明的感应式电化学加工装置的第二实施例的组合示意图；

图4：其为本发明的感应式电化学加工装置的第二实施例的分解示意图；

图5：其为本发明的感应式电化学加工装置的第二实施例的部分组合示意图；

图6：其为本发明的感应式电化学加工装置的第三实施例的立体示意图；以及

图7：其为本发明的感应式电化学加工方法的一实施例的流程图。

【图号对照说明】

1 电化学加工装置

100 工件容置空间

101 电化学加工区

103 非电化学加工区

105 非电化学加工区

11 第一极性感应电极模块

110 第一极性感应电极

111 第一极性感应电极

13 第二极性感应加工电极模块

130 第二极性感应加工电极

131 第二极性感应加工电极

15 阻加工感应电极模块

151 阻加工感应电极

1511 尖端

17 电源模块

171 正极端

172 负极端

2 工件

201 下部位表面

203 上部位表面

205 下端面

3 外壳

300 工件输送通道

31 第一壳体

311 工件入口

313 输入口

314 输入口

33 第二壳体

331 工件出口

333 输入口

334 输入口

335 输出口

336 输出口

35 第三壳体

351 第一容置部

352 第二极性感应加工电极容置空间

353 第一容置部

354 阻加工感应电极容置空间

37 第四壳体

371 第二容置部

41 固定模块

411 底座

412 固定件

42 导向模块

421 座体

422 导轮

P1 正电荷

P2 感应正电荷

N1 负电荷

N2 感应负电荷

d 间距

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1A与图1B，其为本发明的感应式电化学加工装置的第一实施例的两不同视角的立体示意图。如图所示，本发明的感应式电化学加工装置1可对一工件2进行电化学加工。感应式电化学加工装置1包含一第一极性感应电极模块11、一第二极性感应加工电极模块13与一工件容置空间100。工件容置空间100用于容置欲进行电化学加工的工件2，且电解液亦会提供至工件容置空间100，以进行电化学加工，而第一极性感应电极模块11与第二极性感应加工电极模块13皆相邻于工件容置空间100。

第二极性感应加工电极模块13用于对工件2的至少一加工表面进行电化学加工，因此第二极性感应加工电极模块13相对于工件2的加工表面。第一极性感应电极模块11利用于形成一电源回路，其可以相对于工件2的预定不进行加工的至少一非加工表面。工件容置空间100对应于工件2的加工表面的区域即为电化学加工区101，而工件容置空间100对应于工件2的非加工表面的区域即为非电化学加工区103、105。于本发明的一实施例中，工件2可为一薄型工件或者为一带状工件，而可以进行连续性的电化学加工。

于此实施例中以感应式电化学加工装置1对工件2的两侧表面的下部位表面201进行电化学加工而形成尖部为例进行说明，但不限制本发明的感应式电化学加工装置1与方法仅能用于形成尖部。由此可知，此实施例的工件2的两侧表面的下部位表面201为加工表面，而其余部位的表面即为非加工表面。此外，工件容置空间100相对于工件2的两侧表面的下部位表面201的区域为电化学加工区101，而工件容置空间100相对于工件2的其余部位的表面的区域即为非电化学加工区103、105。如图1A与图1B所示，第二极性感应加工电极模块13相对于工件2的两侧表面的下部位表面201，而第一极性感应电极模块11则可相对于两侧表面的上部位表面203。

于此实施例中，第一极性感应电极模块11包含两个第一极性感应电极110与111，第一极性感应电极110与111可分别相对于工件2的两侧表面的上部位表面203，即可相对于工件容置空间100的非电化学加工区103的两侧。此外，为了避免工件2的下端面205，即尖部的端部，受到电化学加工的影响而过度薄化，下端面205亦可预设为非加工表面。本发明的感应式电化学加工装置1更可包含一阻加工感应电极模块15，其可包含一阻加工感应电极151，其相对于工件容置空间100的底部的非电化学加工区105，而相对于工件2的下端面205。于此实施例中，阻加工感应电极151具有一尖端1511，且尖端1511相对于工件2的下端面205，以保护下端面205，进而形成尖端于下端面205。

第二极性感应加工电极模块13包含两个第二极性感应加工电极130、131，两者分别相对于工件2的两侧表面的下部位表面201，即两者分别相对于工件容置空间100的电化学加工区101的两侧。由上述说明可知，本发明的第二极性感应加工电极模块13与阻加工感应电极模块15的所在位置是依据对工件2的加工需求而决定，即依据工件2的加工表面的位置与未加工表面的位置而决定，并未限定两者必须设置于某一固定位置。此外，本发明的感应式电化学加工装置1也不一定需要阻加工感应电极模块15。第一极性感应电极模块11也并未限定设置于某一固定位置。

请一并参阅图2，其为本发明的感应式电化学加工装置的第一实施例的电性示意图。如图所示，感应式电化学加工装置1更包含一电源模块17。电源模块17具有一正极端171与一负极端172。电源模块17的负极端172连接第二极性感应加工电极模块13的第二极性感应加工电极130、131，使第二极性感应加工电极130、131具有多个负电荷N1，工件2相对于带有负电荷N1的第二极性感应加工电极130、131的表面(加工表面)201即会感应产生多个感应正电荷P2，所以工件2的表面201即相当于电化学加工的阳极，而会被溶解，即进行移除加工而减薄。

正极端171连接第一极性感应电极模块11的第一极性感应电极110、111，以形成电源回路。此外，正极端171亦连接阻加工感应电极模块15的阻加工感应电极151。因为第一极性感应电极110、111与阻加工感应电极151连接正极端171，因此第一极性感应电极110、111与阻加工感应电极151具有多个正电荷P1。工件2相对于带有正电荷P1的第一极性感应电极110、111与阻加工感应电极151的表面(非加工表面)203、205即会感应产生多个感应负电荷N2，因此工件2的表面(非加工表面)203、205即会产生该些个感应负电荷N2，所以工件2的表面203、205即相当于电化学加工的阴极，而不会被溶解。由上述可知，第一极性感应电极110、111亦可保护工件2的非加工表面。

由上述说明可知，本发明的感应式电化学加工装置1利用感应方式于工件2的欲加工表面(下部位表面201)产生感应正电荷P2，使欲加工表面为阳极，而工件2的非加工表面(上部位表面203与下端面205)可产生感应负电荷N2，使非加工表面为阴极，如此电解液供应至工件容置空间100而进行电化学加工时，工件2的下部位表面201即会进行移除加工，而上部位表面203与下端面205则可以受到保护。如此可知，运用本发明的感应式电化学加工装置1对工件2进行电化学加工时，工件2不需要与电极接触，而可降低深色钝化膜形成于工件2的表面的机率。

请一并参阅图3、图4与图5，其为本发明的感应式电化学加工装置的第二实施例的组合示意图、分解示意图与部分组合示意图。如图所示，感应式电化学加工装置1更包含一外壳3。外壳3用于容置第一极性感应电极模块11、第二极性感应加工电极模块13与阻加工感应电极模块15，并于外壳3内形成工件容置空间100。外壳3包含一第一壳体31、一第二壳体33、二个第三壳体35与一第四壳体37。于此实施例中，该些壳体31、33、35、37可组合为一矩形体，而包覆第一极性感应电极模块11、第二极性感应加工电极模块13与阻加工感应电极模块15，并形成工件容置空间100。

第一壳体31具有一工件入口311与至少一电解液输入流道，而第二壳体33具有一工件出口331与至少一电解液输出流道。第一壳体31的工件入口311与第二壳体33的工件出口331互相对应设置。第二壳体33的电解液输出流道具有至少一输入口与至少一输出口，于此实施例中具有两个输入口333、334与两个输出口335、336，输入口333、334位于第二壳体33的前侧面而相对于第一极性感应电极模块11与第二极性感应加工电极模块13，输出口335、336位于第二壳体33的右侧面，输入口333对应于第一极性感应电极110、111的端面，进而可容置两者110、111的端面，而输入口334对应于第二极性感应加工电极130、131的端面，输入口333、334分别经由位于第二壳体33的内部流道(图未示)而连通于输出口335、336。

同于上述，第一壳体31的电解液输入流道同于第二壳体33具有两个输入口313、314与两个输出口(图未示)，输入口313、314位于第一壳体31的右侧面，而两个输出口位于第一壳体31的前侧面，而相对于第一极性感应电极模块11与第二极性感应加工电极模块13，两个输入口313、314分别经由位于第一壳体31的内部流道(图未示)而连通于两个输出口。如此可知，第一极性感应电极模块11与第二极性感应加工电极模块13位于第一壳体31与第二壳体33之间。

二个第三壳体35互相相对设置并位于第一壳体31与第二壳体33之间，且每一个第三壳体35皆具有两个第一容置部351、353，第一容置部351容置第二极性感应加工电极模块13的第二极性感应加工电极130、131，而第一容置部353容置阻加工感应电极模块15的阻加工感应电极151。如此可知，阻加工感应电极模块15亦位于第一壳体31与第二壳体33之间。第四壳体37设置于二个第三壳体35上方并位于第一壳体31与第二壳体33之间，且具有一第二容置部371，以容置第一极性感应电极模块11的第一极性感应电极110、111。

请复参阅图5，当上述第一壳体31、第二壳体33、第三壳体35与第四壳体37组合成外壳3时，此二个第三壳体35的第一容置部351相互连通，而于外壳3内形成一第二极性感应加工电极容置空间352，二个第三壳体35的第一容置部353亦相互连通，而于外壳3内形成一阻加工感应电极容置空间354，阻加工感应电极容置空间354连通于第二极性感应加工电极容置空间352。第四壳体37的第二容置部371则为外壳3内的第一感应电极容置空间。第二容置部371、第二极性感应加工电极容置空间352与阻加工感应电极容置空间354相连通而为外壳3内的工件容置空间100。此外，第一壳体31的电解液输入流道的输入口313、314亦连通于工件容置空间100。第二壳体33的电解液输出流道的输入口333、334与输出口335、336亦连通于工件容置空间100，其表示电解液输入流道间接连通于电解液输出流道。

另外，外壳3具有一工件输送通道300，其连通于第一壳体31的工件入口311与第二壳体33的工件出口331，而穿过第一壳体31、第二壳体33、此二个第三壳体35与第四壳体37。工件输送通道300连通于电解液输入流道、工件容置空间100与电解液输出流道。

于进行电化学加工时，藉由第一壳体31的电解液输入流道的输入口313、314提供电解液至工件容置空间100，且藉由第二壳体33的电解液输出流道的输出口335、336输出电解液至外部电解液储存槽(图未示)。工件2由第一壳体31的工件入口311进入外壳3，并沿着工件输送通道300往第二壳体33的工件出口331移动。于进行电化学加工的过程，工件2经工件容置空间100时，工件2的非加工表面可对应第一极性感应电极模块11与阻加工感应电极模块15的正电荷产生感应负电荷而为阴极，工件2的加工表面会对应第二极性感应加工电极模块13的负电荷产生感应正电荷而为阳极，如此第二极性感应加工电极模块13即会对工件2的加工表面进行电化学加工，而工件2的非加工表面即可受到保护。

复参阅图1B与图4，第二极性感应加工电极模块13的第二极性感应加工电极130、131的侧面为一斜面，其相对于工件容置空间100，也相对于工件2的加工表面，此斜面与工件容置空间100的间距沿工件出口331的方向而逐渐变小，即此斜面与工件2的间距d沿工件出口331的方向而逐渐变小，其表示斜面与工件2之间会形成一楔形流道，如此电解液流经此楔形流道时，其流速会随着斜面与工件2的间距d逐渐变小而逐渐增加。第二极性感应加工电极130、131对工件2进行电化学加工的过程会产生加工生成物，而加工生成物会朝电解液的流动方向(电解液输出流道的输入口333、334与工件出口331的方向)而逐渐累积，如此电导率会逐渐递减。藉由楔形流道可以逐渐增加电解液的流速，而可以增加带离加工生成物的速度，如此让第二极性感应加工电极130、131对整体工件2的加工速度可以趋近于一致，而提高加工质量。

同于上述，第一感应电极模块11的第一感应电极110、111的侧面亦可为斜面，其相对于工件容置空间100，也相对于工件2的非加工表面，此斜面与工件2的间距沿工件出口331的方向而逐渐变小。

请参阅图6，其为本发明的感应式电化学加工装置的第三实施例的立体示意图。如图所示，本实施例更包含一固定模块41与二导向模块42。固定模块41包含一底座411与二个固定件412，此二个固定件412分别设置于底座411。外壳3设置于底座411，并此二个固定件412分别固定于外壳3的两侧。每一导向模块42包含一座体421与二个导轮422。此二个导轮422设置于座体421，两者之间具有一间距，此间距对应于工件2的宽度。此两个导向模块42设置于底座411上，并且分别位于外壳3的前后。此两个导向模块42的二个导轮422分别对应于工件入口311与工件出口331。工件2位于每一导向模块42的二导轮422之间，使工件2的上下端面分别抵靠于此二个导轮422，以利于工件2移动，如此即可连续移动工件2于壳体3的工件容置空间，而连续进行电化学加工。

请一并参阅图7，其为本发明的感应式电化学加工方法的一实施例的流程图。如图所示，本发明的感应式电化学加工方法如步骤S1所示，提供电解液于工件容置空间100。电解液由第一壳体31的电解液输入流道进入工件容置空间100，如此电解液流动于工件2、第二极性感应加工电极模块13、第一极性感应电极模块11与阻加工感应电极模块15之间。接续进行步骤S3，产生感应正电荷于位在工件容置空间100的工件2的加工表面，且可进一步进行步骤S5，产生感应负电荷于工件2的非加工表面，且可进一步如步骤S7所示，连续移动工件2于工件容置空间100，即能如步骤S9所示，连续进行电化学加工。

综合上述，本发明关于一种感应式电化学加工装置及其加工方法，感应式电化学加工装置包含第一极性感应电极模块与第二极性感应加工电极模块。本发明的感应式电化学加工方法藉由感应方式产生感应正电荷于工件的加工表面，以可进行电化学加工，如此工件可不需要连接电源模块。此外，更可藉由感应方式产生感应负电荷于工件的非加工表面，以可保护非加工表面。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种感应式电化学加工装置，其特征在于，其包含：

一工件容置空间；

一第一极性感应电极模块，其相邻于该工件容置空间，该第一极性感应电极模块相对于该工件容置空间的一非电化学加工区，该第一极性感应电极模块包含二个第一极性感应电极，其分别相对于该非电化学加工区的两侧；以及

一第二极性感应加工电极模块，其相邻于该工件容置空间。

2.如权利要求1所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，更包含一电源模块，其具有一正极端与一负极端，该正极端连接该第一极性感应电极模块，该负极端连接该第二极性感应加工电极模块，该第二极性感应加工电极模块相对于该工件容置空间的至少一电化学加工区。

3.如权利要求1所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，其中该第二极性感应加工电极模块包含二个第二极性感应加工电极，其分别相对于该工件容置空间的两侧。

4.如权利要求3所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，其中该二个第二极性感应加工电极的一侧面为一斜面，该斜面相对于该工件容置空间，该斜面与该工件容置空间的间距沿该工件容置空间的一工件出口的方向而渐小。

5.如权利要求1所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，更包含一阻加工感应电极模块与一电源模块，该电源模块具有一正极端与一负极端，该正极端连接该阻加工感应电极模块，该负极端连接该第二极性感应加工电极模块，该阻加工感应电极模块相对于该工件容置空间的至少一非电化学加工区，该第二极性感应加工电极模块相对于该工件容置空间的至少一电化学加工区。

6.如权利要求1所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，更包含一外壳，其容置该第一极性感应电极模块与该第二极性感应加工电极模块，该工件容置空间位于一壳体内。

7.如权利要求6所述的感应式电化学加工装置，其特征在于，其中该壳体包含一第一壳体、一第二壳体、二个第三壳体与一第四壳体，该第一壳体具有一工件入口与至少一电解液输入流道，该第二壳体具有一工件出口与至少一电解液输出流道，该工件入口与该工件出口相对应，该二个第三壳体互相对应且位于该第一壳体与该第二壳体之间，该二个第三壳体分别具有一第一容置部，而容置该第二极性感应加工电极模块，该第四壳体设置于该二个第三壳体并位于该第一壳体与该第二壳体之间，该第四壳体具有一第二容置部，而容置该第一极性感应电极模块，该电解液输入流道、该些第一容置部、该第二容置部与该电解液输出流道相连通。

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