CN109719358A - 电解加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解加工装置，其包含压力箱体、盖体、稳定板、导引件及电极件。压力箱体具有顶面及腔室，其中顶面开设有开口并设置有限位部。盖体盖设于开口并受限位部限位以密封压力箱体。稳定板与压力箱体的顶面或盖体相距预设距离。导引件贯穿稳定板以连接盖体，并提供通往腔室的通道。电极件包含第一端及第二端，其中第一端受导引件导引而经由通道穿入腔室。当电极件在电解加工操作中加工腔室内的工件时，盖体承受电解加工操作所产生的压力，且稳定板在电解加工操作中稳定电极件及导引件。借此，可保证工件的加工品质。

Description

电解加工装置

技术领域

本发明是关于一种电解加工装置，且特别是关于一种通过设置稳定板以在电解加工操作中稳定电极件的电解加工装置。

背景技术

现今对大面积且精密度高的加工工艺的需求已日益殷切。举例而言，如半导体电子器件工业、光学工程、生医科技、航空工业及汽车工业等，皆需精密度较高的器件。

传统器械加工如车床或铣床，是通常以物理方式将不需要的部分于一物件表面移除，借此形成所需形状。但，由于其仅能单点加工，且受限于其作动机制及设备先天限制，其所形成的形状无法具平滑边缘及复杂曲度；且因磨擦产生的高热往往对物件造成破坏。再者，工件硬度往往极高，令加工过程非常耗时，且其亦无法形成具微米或纳米尺寸的形状，因此已无法满足如前述高精密度工业的需求。

基于前述，能同时进行精密及大面积的加工技术也相应蓬勃发展。电解加工(Electrochemical Machining，ECM)为精密加工技术的一种，其加工过程如图1所绘示。于图1中，电极件102被带动往工件101靠近，但不接触工件101。此时，以电极件102为阴极(Cathode)，而工件101为阳极(Anode)，而二极与工件101间则充满电解液103(Electrolyte)。当施以一偏压后，电流经电解液103而流通至正、负极。基于电化学作用，阳极的工件101产生化学变化，并释放出电子及离子而形成金属-氢氧化物，从而令工件101的材料逐渐被移除。上述现象发生于电解液103中。随着电极件102依循一定路径持续作动，电解作用不断形成于工件101表面，工件101的材料亦持续被移除，最终于工件101上形成所需的形状。

上述电解加工的特点，在于：(a)适合用于已知难以加工的超高硬度材料，只要工件101为导电材料，无论任何硬度皆可加工。(b)电极未直接与工件101接触，因此可使用易于加工成形的材质制造，对使用工具材质选择的要求不高。(c)加工过程产生极少热量，于工件101表面不会有应力残留及高温变质等问题。(d)适合处理具有复杂轮廓和形状的工件101。

上述使用电解加工固然可提供较纯机械式物理加工更多的优点，但在某些较高压的加工环境下，若无法使电极件102在加工过程中稳定的话，将可能使得所产生的工件101的品质不佳。

举例而言，现今存在一种将待加工的工件置于一压力箱体中，再以穿入此压力箱体的电极件来对工件加工的技术手段。在此技术手段中，由于压力箱体内部的环境可能较为高压，因此可能使得压力箱体的外壳或上盖因承受内部压力而出现形变的情况。在此情况下，若未另行设置稳定电极件的机构的话，则电极件的位置有可能随着前述外壳或上盖的形变而改变，因而影响电极件对工件的加工过程。

因此，对于本领域技术人员而言，如何设计一种可在电解加工过程中稳定电极件的机构，实为一项重要议题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种包含稳定板的电解加工装置。前述稳定板与压力箱体的盖体相距一预设距离，因此在电解加工操作中可不受前述盖体的形变所影响，进而在电解加工操作中稳定电极件。借此，可保证工件的加工品质。

本发明提供一种电解加工装置，其包含压力箱体、盖体、稳定板、导引件及电极件。压力箱体具有一顶面及一腔室，其中顶面开设有一开口并设置有一限位部。盖体盖设于开口并受限位部限位以密封压力箱体。稳定板与压力箱体的顶面或盖体相距一预设距离。导引件贯穿稳定板以连接盖体，并提供通往腔室的一通道。电极件包含一第一端及一第二端，其中第一端受导引件导引而经由通道穿入腔室。当电极件在一电解加工操作中加工腔室内的一工件时，盖体承受电解加工操作所产生的一压力，且稳定板在电解加工操作中稳定电极件及导引件。

在本发明的一实施例中，前述电解加工装置还包含一致动器，其中电极件的第二端枢接于致动器，且电极件的一位移受控于致动器。前述电解加工装置还包含致动器导柱及弹性件。致动器导柱立于稳定板上并贯穿致动器。弹性件套设于致动器导柱上并位于稳定板及致动器之间，其中弹性件用以提供致动器一弹性复位力。前述限位部包含固定块及卡榫。固定块为U形并具有两端及一中间凹槽，其中固定块的两端固定于压力箱体的顶面上，且中间凹槽的一轴向指向盖体。卡榫可移动地贯穿中间凹槽，其中当卡榫朝向盖体移动至一第一位置时，卡榫的一端对盖体施压以将盖体限位于开口中，并且当卡榫远离盖体而移动至一第二位置时，卡榫不接触盖体以释放盖体。卡榫的另一端上设置有一凸出部，且电解加工装置还包含定位柱及旋转块。定位柱设置于压力箱体的一侧壁上并对应固定块。旋转块的一端可旋转地设置于定位柱上，且旋转块的另一端开设有一斜向凹槽，其中当卡榫位于第一位置时，旋转块旋转以将卡榫的凸出部限位于斜向凹槽中以将卡榫固定于第一位置。电解加工装置可还包含多个凸块，其个别朝顶面的一法线方向凸出延伸，且各凸块的高度大于固定块的高度，其中前述凸块协同提供一承载面，承载面与压力箱体的顶面相距预设距离，并用以承载稳定板。电解加工装置可还包含多个连接柱，其个别依序贯穿稳定板、凸块之一及压力箱体，以将稳定板固定于承载面上。

本发明提出一种电解加工装置，其包含压力箱体、盖体、稳定板、多个导引件及多个电极件。压力箱体具有一顶面及一腔室，其中顶面开设有一开口并设置有多个限位部。盖体盖设于开口并受前述限位部限位以密封压力箱体。稳定板与压力箱体的顶面或盖体相距一预设距离。各导引件贯穿稳定板以连接盖体，并提供通往腔室的一通道。各电极件包含一第一端及一第二端，其中各电极件的第一端受各导引件导引而经由对应的通道穿入腔室。当前述电极件在一电解加工操作中加工腔室内的一工件时，盖体承受电解加工操作所产生的一压力而形变，且稳定板在电解加工操作中稳定前述电极件及前述导引件，其中盖体在电解加工操作中朝稳定板形变的一高度小于预设距离。

在本发明的一实施例中，前述电解加工装置还包含一致动器，其中各电极件的第二端枢接于致动器，且各电极件的一位移受控于致动器。前述电解加工装置，还包含多个致动器导柱及多个弹性件。各致动器导柱立于稳定板上并贯穿致动器。前述弹性件个别套设于前述致动器导柱上并位于稳定板及致动器之间，其中各弹性件用以提供致动器一弹性复位力。各限位部包含固定块及卡榫。固定块为U形并具有两端及一中间凹槽，其中固定块的两端固定于压力箱体的顶面上，且中间凹槽的一轴向指向盖体。卡榫可移动地贯穿中间凹槽，其中当卡榫朝向盖体移动至一第一位置时，卡榫的一端对盖体施压以将盖体限位于开口中，并且当卡榫远离盖体而移动至一第二位置时，卡榫不接触盖体以释放盖体。卡榫的另一端上设置有一凸出部，且电解加工装置还包含多个定位柱及多个旋转块。前述定位柱个别设置于压力箱体的一侧壁上并对应各限位部的固定块。各旋转块的一端可旋转地设置于定位柱之一上，且各旋转块的另一端开设有一斜向凹槽，其中当前述限位部之一的卡榫位于第一位置时，对应的旋转块旋转以将卡榫的凸出部限位于斜向凹槽中以将卡榫固定于第一位置。电解加工装置可还包含多个凸块，其个别朝顶面的一法线方向凸出延伸，且各凸块的高度大于各固定块的高度，其中前述凸块协同提供一承载面，承载面与压力箱体的顶面相距预设距离，并用以承载稳定板。电解加工装置可还包含多个连接柱，其个别依序贯穿稳定板、凸块之一及压力箱体，以将稳定板固定于承载面上。

附图说明

图1是绘示一已知电解加工过程示意图；

图2是本发明的一实施例的电解加工装置剖视图；

图3是电解加工装置的局部透视图；

图4是电解加工装置的部分示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，这些实务上的细节不应该用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示之。

请参照图2、图3及图4，其中图2是本发明的一实施例的电解加工装置200剖视图，图3是电解加工装置200的局部透视图，而图4是电解加工装置200的部分示意图。如图2、图3及图4所示，电解加工装置200包含压力箱体210、盖体220、稳定板230、多个导引件240及多个电极件250。压力箱体210具有顶面212及腔室214，其中顶面212开设有开口216并设置有多个限位部218。在一实施例中，腔室214中可填充有流动于工件260及电极件250之间的电解液(未绘示)，以便在工件260及电极件250之间产生电化学反应。

盖体220盖设于开口216并受限位部218限位以密封压力箱体210。在本实施例中，盖体220例如可在承受来自腔室214内部的压力(下称内部压力)时形变，而限位部218可用以避免盖体220因承受前述内部压力而弹开。前述内部压力例如是由电解液在电解加工操作的过程中所产生的液压，但本发明可不限于此。

限位部218的细节可参照图4，其中图4省略了例如稳定板230、导引件240及电极件250等元件，以使压力箱体210的相关结构更为清楚，但并非用以限定本发明。如图4所示，各限位部218可包含固定块218a及卡榫218b。固定块218a可为U形并具有两端218a1、218a2及中间凹槽218a3，其中固定块218a的两端218a1、218a2固定于压力箱体210的顶面212上，且中间凹槽218a3的一轴向指向盖体220。

卡榫218b可移动地贯穿中间凹槽218a3，其中当卡榫218b朝向盖体220移动至图4所示的第一位置时，卡榫218b的一端对盖体220施压以将盖体220限位于开口216中。并且，当卡榫218b远离盖体220而移动至第二位置时，卡榫218b不接触盖体220以释放盖体220。

在本实施例中，卡榫218b的另一端上可设置有凸出部218b1，且电解加工装置200可还包含多个定位柱218c及多个旋转块218d。前述定位柱218c个别设置于压力箱体210的侧壁211上并对应各限位部218的固定块218a。旋转块218d的一端可旋转地设置于定位柱218c上，且旋转块218d的另一端可开设有斜向凹槽218d1。当限位部218的卡榫218b位于第一位置时，对应的旋转块218d可旋转以将卡榫218b的凸出部218b1限位于斜向凹槽218d1中，以将卡榫218b固定于第一位置，如图4所示。

相反地，当使用者欲自开口216移除盖体220时，可将旋转块218d旋转以将卡榫218b的凸出部218b1从斜向凹槽218d1释放。之后，可将卡榫218b往远离盖体220的方向拉出，从而使卡榫218b不接触盖体220以释放盖体220，但本发明可不限于此。

如图4所示，压力箱体210的顶面212上可设置有多个凸块213，其个别朝顶面212的法线方向凸出延伸。前述各凸块213的高度可大于固定块218a的高度，且各凸块213可协同提供一承载面，而此承载面可与压力箱体210的顶面212相距一预设距离DD。在此情况下，稳定板230可置于前述承载面上，使得稳定板230与压力箱体210的顶面212相距预设距离DD。

应了解的是，虽然图4所示的盖体220与顶面212切齐，但在其他实施例中，盖体220亦可变化为略高于或略低于顶面212的态样。在此情况下，设计者可将稳定板230调整为与盖体220相距预设距离DD的态样，但本发明可不限于此。

此外，为使稳定板230更为稳定地置于前述承载面上，电解加工装置200可还包含多个连接柱270，其个别依序贯穿稳定板230、凸块213及压力箱体210，以将稳定板230稳固地固定于前述承载面上。

在不同的实施例中，设计者可依经验调整凸块213的高度，以对应地将预设距离DD调整为足够大的值，进而避免盖体220因承受前述内部压力而形变时接触到稳定板230。从另一观点而言，设计者也可在预设距离DD固定之后，通过调控前述内部压力而使盖体220在电解加工操作中朝稳定板230形变的一高度小于预设距离DD，但本发明可不限于此。

如图2及图3所示，各导引件240贯穿稳定板230以连接盖体220，并提供通往腔室214的一通道242。各电极件250包含第一端及第二端，其中各电极件250的第一端受各导引件240导引而经由对应的通道242穿入腔室214。

当电极件250在电解加工操作中加工腔室214内的工件260时，盖体220承受电解加工操作所产生的一压力(例如，前述内部压力)，且稳定板230在电解加工操作中稳定电极件250及导引件240。如先前所提及的，由于盖体220可能因承受前述内部压力而形变，而在稳定板230与顶面212相距预设距离DD的情况下，盖体220的形变即不会因触及稳定板230而影响电极件250及导引件240。借此，电极件250及导引件240可正常地运作以对工件260进行加工，从而避免影响工件260的品质。

如图2所示，电解加工装置200可还包含致动器280，其中各电极件250的第二端可枢接于致动器280，且各电极件250的一位移可受控于致动器280。以图2为例，致动器280可向下移动以对应地将电极件250推入压力箱体210内，从而依需求对工件260进行电解加工操作。亦即，电极件250可通电并逐渐接近(但不接触)工件260，使得工件260表面产生电化学变化而产生如金属-氢氧化物的物质，而令工件260的表面材料逐渐被移除，形成所需形状。各个电极件250的移动路径可依其个别枢转于致动器280上的情形而有所不同，以便达到更为复杂的加工效果。此外，当工件260的位置或角度需要调整时，致动器280可向上移动以对应地将电极件250自压力箱体210抽出。

电解加工装置200可还包含多个致动器导柱290及多个弹性件295。各致动器导柱290立于稳定板230上并贯穿致动器280。前述弹性件295个别套设于前述致动器导柱290上并位于稳定板230及致动器280之间，其中各弹性件295用以提供致动器280一弹性复位力。借此，可令致动器280更易于将电极件250自压力箱体210抽出。另一方面，弹性件295也可使致动器280将电极件250推入压力箱体210内的操作更为和缓，从而降低电极件250在被推入压力箱体210的过程中不慎破坏工件260的机率。

在一实施例中，工件260在压力箱体210中的位置或角度可由承载工件260的承载平台285所控制。举例而言，在电极件250被抽出压力箱体210之后，承载平台285例如可水平地旋转工件260或是垂直地移动工件260，以便于电极件250接续地对所欲加工的工件260部位进行加工，但本发明可不限于此。

综上所述，本发明提出一种包含稳定板的电解加工装置。由于前述稳定板与压力箱体的顶面或盖体相距一预设距离，因此在电解加工操作中可不受盖体的形变所影响。亦即，盖体的形变不会触及稳定板而影响电极件及导引件的位置或角度。借此，电极件可正常地运作以对工件进行加工，从而能够保证工件的品质。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种电解加工装置，其特征在于，包含：

一压力箱体，其具有一顶面及一腔室，其中该顶面开设有一开口并设置有一限位部；

一盖体，盖设于该开口并受该限位部限位以密封该压力箱体；

一稳定板，其与该压力箱体的该顶面或该盖体相距一预设距离；

一导引件，其贯穿该稳定板以连接该盖体，并提供通往该腔室的一通道；以及

一电极件，其包含一第一端及一第二端，其中该第一端受该导引件导引而经由该通道穿入该腔室；

其中，当该电极件在一电解加工操作中加工该腔室内的一工件时，该盖体承受该电解加工操作所产生的一压力，且该稳定板在该电解加工操作中稳定该电极件及该导引件。

2.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于，还包含一致动器，其中该电极件的该第二端枢接于该致动器，且该电极件的一位移受控于该致动器。

3.根据权利要求2所述的电解加工装置，其特征在于，还包含：

一致动器导柱，其立于该稳定板上并贯穿该致动器；以及

一弹性件，其套设于该致动器导柱上并位于该稳定板及该致动器之间，其中该弹性件用以提供该致动器一弹性复位力。

4.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于，该限位部包含：

一固定块，其为U形并具有两端及一中间凹槽，其中该固定块的该两端固定于该压力箱体的该顶面上，且该中间凹槽的一轴向指向该盖体；以及

一卡榫，可移动地贯穿该中间凹槽，其中当该卡榫朝向该盖体移动至一第一位置时，该卡榫的一端对该盖体施压以将该盖体限位于该开口中，并且当该卡榫远离该盖体而移动至一第二位置时，该卡榫不接触该盖体以释放该盖体。

5.根据权利要求4所述的电解加工装置，其特征在于，该卡榫的另一端上设置有一凸出部，且该电解加工装置还包含：

一定位柱，其设置于该压力箱体的一侧壁上并对应该固定块；以及

一旋转块，其一端可旋转地设置于该定位柱上，且该旋转块的另一端开设有一斜向凹槽，其中当该卡榫位于该第一位置时，该旋转块旋转以将该卡榫的该凸出部限位于该斜向凹槽中以将该卡榫固定于该第一位置。

6.根据权利要求4所述的电解加工装置，其特征在于，还包含多个凸块，其个别朝该顶面的一法线方向凸出延伸，且各该凸块的高度大于该固定块的高度，其中所述多个凸块协同提供一承载面，该承载面与该压力箱体的该顶面相距该预设距离，并用以承载该稳定板。

7.根据权利要求6所述的电解加工装置，其特征在于，还包含多个连接柱，其个别依序贯穿该稳定板、该凸块之一及该压力箱体，以将该稳定板固定于该承载面上。

8.一种电解加工装置，其特征在于，包含：

一压力箱体，其具有一顶面及一腔室，其中该顶面开设有一开口并设置有多个限位部；

一盖体，盖设于该开口并受所述多个限位部限位以密封该压力箱体；

一稳定板，其与该压力箱体的该顶面或该盖体相距一预设距离；

多个导引件，各该导引件贯穿该稳定板以连接该盖体，并提供通往该腔室的一通道；以及

多个电极件，各该电极件包含一第一端及一第二端，其中各该电极件的该第一端受各该导引件导引而经由对应的该通道穿入该腔室；

其中，当所述多个电极件在一电解加工操作中加工该腔室内的一工件时，该盖体承受该电解加工操作所产生的一压力而形变，且该稳定板在该电解加工操作中稳定所述多个电极件及所述多个导引件，其中该盖体在该电解加工操作中朝该稳定板形变的一高度小于该预设距离。

9.根据权利要求8所述的电解加工装置，其特征在于，还包含一致动器，其中各该电极件的该第二端枢接于该致动器，且各该电极件的一位移受控于该致动器。

10.根据权利要求9所述的电解加工装置，其特征在于，还包含：

多个致动器导柱，各该致动器导柱立于该稳定板上并贯穿该致动器；以及

多个弹性件，个别套设于所述多个致动器导柱上并位于该稳定板及该致动器之间，其中各该弹性件用以提供该致动器一弹性复位力。

11.根据权利要求8所述的电解加工装置，其特征在于，各该限位部包含：

一固定块，其为U形并具有两端及一中间凹槽，其中该固定块的该两端固定于该压力箱体的该顶面上，且该中间凹槽的一轴向指向该盖体；以及

一卡榫，可移动地贯穿该中间凹槽，其中当该卡榫朝向该盖体移动至一第一位置时，该卡榫的一端对该盖体施压以将该盖体限位于该开口中，并且当该卡榫远离该盖体而移动至一第二位置时，该卡榫不接触该盖体以释放该盖体。

12.根据权利要求11所述的电解加工装置，其特征在于，该卡榫的另一端上设置有一凸出部，且该电解加工装置还包含：

多个定位柱，其个别设置于该压力箱体的一侧壁上并对应各该限位部的该固定块；以及

多个旋转块，各该旋转块的一端可旋转地设置于该定位柱之一上，且各该旋转块的另一端开设有一斜向凹槽，其中当所述多个限位部之一的该卡榫位于该第一位置时，对应的该旋转块旋转以将该卡榫的该凸出部限位于该斜向凹槽中以将该卡榫固定于该第一位置。

13.根据权利要求11所述的电解加工装置，其特征在于，还包含多个凸块，其个别朝该顶面的一法线方向凸出延伸，且各该凸块的高度大于各该固定块的高度，其中所述多个凸块协同提供一承载面，该承载面与该压力箱体的该顶面相距该预设距离，并用以承载该稳定板。

14.根据权利要求13所述的电解加工装置，其特征在于，还包含多个连接柱，其个别依序贯穿该稳定板、该凸块之一及该压力箱体，以将该稳定板固定于该承载面上。