CN110719824A - 电解加工方法、开孔构件的制造方法、加工用电极以及电解加工系统 - Google Patents

电解加工方法、开孔构件的制造方法、加工用电极以及电解加工系统 Download PDF

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Abstract

电解加工方法是通过电解加工在被加工物上形成弯曲形状的加工孔的方法，包括如下步骤：使电解液在加工用电极的内部流路中流通，并使电解液从设置于加工用电极的前端面的内部流路的出口开口喷出；在使电解液从加工用电极的出口开口喷出的同时，在加工用电极与被加工物之间施加电位差；以及在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，在使电解液喷出的步骤中，使加工用电极的前端面的电流密度的分布、以及从出口开口喷出的电解液的流速分布中的至少一方相对于加工用电极的前端面的轴心向加工孔的弯曲方向下游侧偏心。

Description

电解加工方法、开孔构件的制造方法、加工用电极以及电解加 工系统
技术领域
本公开涉及通过电解加工在被加工物上形成弯曲形状的加工孔的电解加工方法、通过该方法形成加工孔的开孔构件的制造方法、用于电解加工的加工用电极以及具备该加工用电极的电解加工系统。
背景技术
机械加工较为困难的难切削材料的穿孔加工一般通过电解加工法、放电加工法进行。特别是，在对具有高纵横尺寸比的难切削材料进行穿孔加工时，有时使用电解加工法。例如在燃气轮机的燃气轮机动叶内形成有为了对该燃气轮机动叶进行冷却而用于供冷却介质流通的冷却孔。为了提高该冷却孔的冷却效率，有时优选使该冷却孔的形状沿着燃气轮机动叶的几何形状弯曲。
专利文献1所公开的电解加工工具的电极具有挠性，并且在主体侧面具有将电解液朝向径向外侧导出的流体导出部。该电极利用从流体导出部导出电解液时的反作用力而将电极向与导出方向相反的一侧弯曲，由此能够使电极的行进方向变化以形成所希望的曲率的弯曲孔。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5955207号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的方法中，需要在电解加工工具的电极设置流体导出部，电极的结构复杂化。
鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供能够在避免电极的结构的复杂化的同时容易进行弯曲孔的形成的电解加工方法、开孔构件的制造方法、加工用电极以及电解加工系统。
用于解决课题的手段
(1)本发明的至少一实施方式的电解加工方法通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其中，
所述电解加工方法包括如下步骤：
使电解液在加工用电极的内部流路中流通，并使所述电解液从设置于所述加工用电极的前端面的所述内部流路的出口开口喷出；
在使所述电解液从所述加工用电极的所述出口开口喷出的同时，在所述加工用电极与所述被加工物之间施加电位差；以及
在所述被加工物上形成所述弯曲形状的加工孔，
在使所述电解液喷出的步骤中，使所述加工用电极的前端面的电流密度的分布、以及从所述出口开口喷出的所述电解液的流速分布中的至少一方相对于所述加工用电极的所述前端面的轴心向所述加工孔的弯曲方向下游侧偏心。
本发明者们进行了深入研究，结果发现，通过使电极前端面中的电流密度的分布、以及电解液的流速分布中的至少一方相对于加工用电极的前端面的轴心偏心，从而能够形成弯曲形状的加工孔。
上述(1)的方法是基于本发明者们的上述见解的方法，即使在加工用电极不设置例如流体导出部等，该弯曲形状的加工孔也会朝向上述偏心的方向弯曲。在此，与被加工物的位于弯曲方向上游侧的内表面相比，加工孔的位于弯曲方向下游侧的内表面被加工得较深，由此该内表面与加工用电极的前端面之间的间隔变宽，在该间隔流动的电解液的液压降低。加工用电极通过在周围流动的电解液的液压促使前端部向上述电解液的液压降低的一方弯曲，从而向上述偏心的方向加工被加工物。因此，根据上述方法，能够在避免电极的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔的形成。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的方法中，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述区域的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
根据上述(2)的方法，能够使加工用电极的电流密度的分布向除了出口开口以外的区域的形心相对于轴心偏移的方向偏心，由此能够将加工孔向该区域的形心偏移的方向弯曲而形成。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的方法中，
在所述前端面上，所述内部流路的一部分被导电性构件闭塞，由此所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述轴心偏心。
根据上述(3)的方法，即使在内部流路的一部分被闭塞之前除了出口开口以外的区域的形心相对于轴心不偏心的情况下，通过导电性构件在前端面将内部流路的一部分闭塞，由此，由于电流在该导电性构件流动，因此能够使该区域的形心相对于轴心偏心。因此，能够使加工用电极的电流密度的分布向该区域的形心相对于轴心偏移的方向偏心，由此能够将加工孔向该区域的形心偏移的方向弯曲而形成。
(4)在几个实施方式中，在上述(1)～(3)的方法中，
所述出口开口的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
根据上述(4)的方法，能够使从出口开口喷出的电解液的流速分布向出口开口的形心相对于轴心偏移的方向偏心，由此能够将加工孔向出口开口的形心偏移的方向弯曲而形成。
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的方法中，
所述内部流路的一部分被闭塞，由此所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏心。
根据上述(5)的方法，即使在内部流路的一部分被闭塞之前出口开口的形心相对于轴心不偏心的情况下，通过将内部流路的一部分闭塞，从而能够使出口开口的形心相对于轴心偏心。因此，能够使从出口开口喷出的电解液的流速分布向出口开口的形心相对于轴心偏移的方向偏心，由此能够将加工孔向出口开口的形心偏移的方向弯曲而形成。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)～(5)的方法中，
所述内部流路被间隔部分为多个，被分为所述多个的所述内部流路中的至少一个被闭塞。
根据上述(6)的方法，将由间隔部分为多个的内部流路中的至少一个闭塞，由此能够容易进行如下操作，使加工用电极的前端面的电流密度的分布、从出口开口喷出电解液的流速分布相对于加工用电极的前端面的轴心而向加工孔的弯曲方向下游侧偏心。
(7)在几个实施方式中，在上述(1)～(6)的方法中，
在与所述加工用电极的轴向正交的截面内，所述内部流路的形心相对于所述加工用电极的轴心偏心。
根据上述(7)的方法，在与加工用电极的轴向正交的截面内，内部流路的形心相对于加工用电极的轴心偏心，由此前端面中的电解液的流速分布向内部流路的形心相对于加工用电极的轴心偏移的方向偏心。因此，能够将加工孔向内部流路的形心偏移的方向弯曲而形成。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)～(7)的方法中，
在所述加工用电极的前端，在周向上的至少一部分形成有随着朝向前端而外形尺寸变小的锥面。
根据上述(8)的方法，在形成有锥面的部分的附近流动的电解液变得容易流入电绝缘层的外周与加工孔的内表面之间，因此能够防止电解加工的效率降低。
(9)在几个实施方式中，在上述(1)～(8)的方法中，
所述电解液包含硝酸或硝酸钠。
根据上述(9)的方法，电解液包括电解加工能力较大的硝酸或硝酸钠，因此能够实现电解加工的效率化。
(10)本发明的至少一实施方式的开孔构件的制造方法包括通过上述(1)～(9)所述的方法而在所述被加工物上形成所述加工孔以制造开孔构件的步骤。
根据上述(10)的方法，通过上述方法，能够在避免电极的结构的复杂化的同时，容易进行加工孔的形成，因此能够容易制造具有加工孔的开孔构件。
(11)在几个实施方式中，在上述(10)的方法中，
所述开孔构件是具有作为所述加工孔的弯曲形状的冷却孔的燃气轮机动叶。
根据上述(11)的方法，能够使加工孔(冷却孔)的弯曲形状沿着燃气轮机动叶的几何形状弯曲。
(12)本发明的至少一实施方式的加工用电极用于通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其中，
所述加工用电极具备：
内部流路，其构成为能够供电解液沿着所述加工用电极的轴向流通；以及
前端面，其形成有用于喷出所述电解液的所述内部流路的出口开口，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心、以及所述出口开口的形心的至少一方相对于所述前端面的轴心偏心。
上述(12)的结构是本发明者们的上述见解的结构，加工用电极即使不设置例如流体导出部等，也能够形成朝向上述偏心的方向而弯曲的弯曲形状的加工孔。因此，根据上述的结构，能够在避免电极的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔的形成。
(13)本发明的至少一实施方式的电解加工系统具备上述(12)所述的所述加工用电极，
所述电解加工系统构成为，能够通过使用了所述加工用电极的电解加工而在所述被加工物上形成所述加工孔。
如上所述，上述(12)所述的加工用电极即使不设置例如流体导出部等，也能够形成朝向上述偏心的方向弯曲的弯曲形状的加工孔。因此，根据上述(13)的结构，能够在避免电极的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔的形成。
(14)在几个实施方式中，在上述(13)的结构中，
所述电解加工系统还具备电解液供给量调节装置，该电解液供给量调节装置构成为能够对向一个所述加工用电极中所形成的多个所述内部流路分别供给的所述电解液的供给量进行调节。
根据上述(14)的结构，通过电解液供给量调节装置使通过内部流路的电解液的流速分布偏心，从而使从出口开口喷出的电解液的流速分布偏心，因此能够将加工孔向通过内部流路的电解液的流速分布偏心的方向弯曲而形成。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，提供能够在避免电极的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔的形成的电解加工方法、开孔构件的制造方法、加工用电极以及电解加工系统。
附图说明
图1是将本发明的一实施方式的加工用电极与被加工物一起概要地示出的纵剖视图。
图2是用于说明本发明的一实施方式的电解加工方法的流程图。
图3是用于说明一实施方式的电解加工方法的图，且是示出电解加工系统的一例的概要图。
图4是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的前端面的结构的图。
图5是示出使用图4所示的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图6是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的前端面的结构的图。
图7是示出使用图6所示的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图8是示出使用在前端形成有锥面的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图9是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的前端面的结构的图。
图10是示出使用图9所示的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图11是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的前端面的结构的图。
图12是示出使用图11所示的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图13是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的前端面的结构的图。
图14是示出使用图13所示的加工用电极来形成加工孔的情形的图。
图15是沿着图1所示的B-B线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，实施方式中所记载的或者附图中所示出的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等不旨在将本发明的范围限定于此，而仅仅是说明例。
例如，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对或绝对的配置的表达不仅表示严格上该种配置，也表示具有公差或者以能够得到相同功能的程度的角度、距离相对位移了的状态。
例如，“相同”、“相等”以及“均质”等表示物事相等的状态的表现不仅表示严格相等的状态，也表示存在公差、或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。
例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅表示几何学上严格意味的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“包括”、“设置”、“具备”、“包含”或“具有”一构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表达。
图1是将本发明的一实施方式的加工用电极与被加工物一起概要地示出的纵剖视图。图2是用于说明本发明的一实施方式的电解加工方法的流程图。图3是用于说明一实施方式的电解加工方法的图，且是示出电解加工系统的一例的概要图。以下，进行图1、3所示的加工用电极3及电解加工系统2的说明、以及图2所示的电解加工方法1及开孔构件的制造方法的说明。
如图1所示，几个实施方式的电解加工方法1是通过电解加工在被加工物5上形成弯曲形状的加工孔5a的电解加工方法。如图2所示，该电解加工方法1包括：步骤S101，在步骤S101中，使电解液W在加工用电极3的内部流路3b中流通，从加工用电极3的设置于前端面3c的内部流路3b的出口开口3d喷出电解液W；步骤S102，在步骤S102中，使电解液W从加工用电极3的出口开口3d喷出，同时在加工用电极3与被加工物5之间施加电位差；以及步骤S103，在步骤S103中，在被加工物5上形成弯曲形状的加工孔5a。
在上述的步骤S101中，通过图3所示的电解液供给装置7，向加工用电极3的内部流路3b供给电解液W，使电解液W在加工用电极3的内部流路3b中流通，从加工用电极3的设置于前端面3c的内部流路3b的出口开口3d喷出电解液W。
在上述的步骤S102中，一边使电解液W从加工用电极3的出口开口3d喷出，一边通过图3所示的电源6在电解液W中的、加工用电极3与被加工物5之间施加电位差。在图3所示的实施方式中，在电解液W中的、施加负电压的加工用电极3与施加正电压的被加工物5之间施加电压而流过电流，通过电化学反应使被加工物5溶出到电解液W中。
在上述的步骤S103中，如后所述，使前端面3c上的电流密度的分布、或者电解液W的流速分布中的至少一方相对于加工用电极3的前端面3c的轴心Cs偏心，由此在被加工物5上形成弯曲形状的加工孔5a。在步骤S103中，通过图3所示的电极进给装置9，将加工用电极3输送到被加工物5的加工孔5a内，以形成弯曲形状的加工孔5a。在将加工孔5a形成为弯曲形状的情况下，电极进给装置9在限制了加工用电极3的旋转的状态下向加工孔5a内输送，以使得加工用电极3不会以轴为中心旋转。需要说明的是，在将加工孔5a形成为直线形状的情况下，电极进给装置9在使加工用电极3旋转的状态下向加工孔5a内输送。
以下，对能够用于实施上述的电解加工方法1的加工用电极3以及具备该加工用电极3的电解加工系统2进行说明。
如图1、3所示，电解加工系统2包括加工用电极3，能够通过该加工用电极3在被加工物5上形成至少一个弯曲形状的加工孔5a(弯曲孔)。另外，电解加工系统2能够制造通过利用加工用电极3在被加工物5上形成弯曲形状的加工孔5a而制造的开孔构件5A。
如图3所示，电解加工系统2除了上述的加工用电极3以外，还具备电源6、电解液供给装置7、电解液供给量调节装置8、电极进给装置9、电极引导构件10。电源6例如包括直流发电机，能够向加工用电极3与被加工物5之间施加电位差。需要说明的是，电源6也可以不提供直流电流，而提供脉冲电流。电解液供给装置7例如包括泵、分配器，能够像加工用电极3供给电解液W(加工液)。需要说明的是，在图1以及后述的图5、7、8、10、12、14中，以箭头表示电解液W的流动方向。电解液供给量调节装置8例如包括可调节开度的阀门或者可控制开闭的阀门，能够对从电解液供给装置7向加工用电极3供给的电解液的流量(供给量)进行调节。
需要说明的是，从实现电解加工的效率化的观点出发，电解液W还可以包含硝酸或硝酸钠。
电极进给装置9能够调节加工用电极3相对于被加工物5(特别是加工孔5a)在轴线方向上的相对位置。电极进给装置9包括例如致动器，能够在把持加工用电极3的基端侧的同时调节加工用电极3相对于被加工物5的进给量。如图3所示，电极引导构件10具有贯通孔10a，将加工用电极3穿过该贯通孔10a，从而将加工用电极3引导至被加工物5的加工孔5a的形成位置。
如图1所示，加工用电极3(3A～3G)具有圆筒形状等筒形状的外筒部3a，以沿着轴线Le的方式延伸。需要说明的是，在以下的说明中，在一并引用括号中的附图标记的情况下，有时使用括号前的附图标记。另外，加工用电极3例如可以为方筒形状等。
加工用电极3例如由不锈钢、铜或者钛等具有挠性的导电性材料构成。加工用电极3的外径例如为1mm以上10mm以下。如图1所示，关于加工用电极3，外筒部3a的外周面在轴线方向的整个区域被电绝缘层4覆盖。电绝缘层4例如由具有电绝缘性的树脂(聚酯类树脂等)构成。需要说明的是，电绝缘层4未覆盖加工用电极3的前端面3c，因此前端面3c露出。加工用电极3的基端侧能够与电源6连接，被加工物5也能够与电源6连接。
如图1所示，在加工用电极3的内部形成有以沿着加工用电极3的轴线Le的方式延伸的至少一个内部流路3b。内部流路3b能够供电解液W从加工用电极3的基端侧朝向前端侧流通，并如图3所示那样，能够在加工用电极3的基端侧连接于电解液供给装置7。如图3所示，电解液供给量调节装置8设置于加工用电极3的内部流路3b与电解液供给装置7之间，如上所述，能够调节电解液W从电解液供给装置7向各加工用电极3的内部流路3b的供给量。
如图1所示，位于加工用电极3的前端侧的前端面3c形成至少一个用于喷出电解液W的内部流路3b的出口开口3d。如图1所示，从出口开口3d喷出的电解液W在通过加工用电极3的前端面3c与被加工物5的加工孔5a的内表面5b之间、电绝缘层4的外周与加工孔5a的内表面5b之间之后，从加工孔5a的开口向外部排出。加工用电极3被支承为不会因电解液W的液压而与加工孔5a的内表面5b接触。
如上所述，几个实施方式的电解加工方法1包括上述的步骤S101、上述的步骤S102、上述的步骤S103。
在此，本发明者们进行了深入研究，结果发现，通过使前端面3c上的电流密度的分布、或者电解液W的流速分布中的至少一方相对于加工用电极3的前端面3c的轴心Cs偏心，从而能够形成弯曲形状的加工孔5a。
更具体地以下进行说明。在此，如图1所示，将与加工孔5a弯曲的方向相反的方向定义为弯曲方向的上游侧(比图中轴线Ls靠左侧)，将加工孔5a弯曲的方向定义为弯曲方向的下游侧(比图中轴线Ls靠右侧)。若使前端面3c的电流密度的分布相对于前端面3c的轴心Cs而向加工孔5a的弯曲方向下游侧偏心，则与在弯曲方向上游侧的前端面3c与加工孔5a的内表面5d(5b)之间流动的电流相比，在弯曲方向下游侧的前端面3c与加工孔5a的内表面5c(5b)之间流动的电流变多，因此相应地加工孔5a的内表面5b的加工量变大。因此，如图5、7、8、10中加工线Lm所示，对于被加工物5而言，与位于弯曲方向上游侧的内表面5d相比，位于弯曲方向下游侧的内表面5c被加工得较深。因此，通过使前端面3c的电流密度的分布相对于前端面3c的轴心Cs偏心，从而能够形成弯曲形状的加工孔5a。
另外，若使从出口开口3d喷出的电解液W的流速分布相对于前端面3c的轴心Cs而向加工孔5a的弯曲方向下游侧偏心，则与在弯曲方向上游侧的前端面3c与加工孔5a的内表面5d之间流动的电解液W的流量相比，在弯曲方向下游侧的前端面3c与加工孔5a的内表面5c之间流动的电解液W的流量变多，因此，与此相应地通过电解加工进行离子交换，从而能够排除内部存在从加工孔5a的内表面5c溶出的离子的电解液W，电解加工速度提高。因此，如图12、14中加工线Lm所示，对于被加工物5而言，与位于弯曲方向上游侧的内表面5d相比，位于电解加工的效率未降低的弯曲方向下游侧的内表面5c被加工得较深。因此，通过使前端面3c的电解液W的电流密度的分布相对于前端面3c的轴心Cs偏心，从而能够形成弯曲形状的加工孔5a。
于是，在几个实施方式中，在使电解液W喷出的步骤S101中，参照图4～15，如后所述那样，使加工用电极3的前端面3c的电流密度的分布、或者从出口开口3d喷出的电解液W的流速分布中的至少一方相对于加工用电极3的前端面3c的轴心Cs而向加工孔5a的弯曲方向下游侧(比与通过图1中轴心Cs的前端面3c垂直的轴线Ls靠右侧)偏心。
由此，基于上述的原理，加工孔5a即使不在加工用电极3设置例如流体导出部等，也能够朝向电流密度分布或者流速分布的偏心方向弯曲。在此，与被加工物5的位于弯曲方向上游侧的内表面5d相比，位于弯曲方向下游侧的内表面5c加工得较深，因此该内表面5c与加工用电极3的前端面3c之间的间隔较宽，在该间隔流动的电解液W的液压降低。加工用电极3通过在周围流动的电解液W的液压促使前端部向上述电解液W的液压降低的一方弯曲，从而向上述偏心的方向加工被加工物5。因此，根据上述方法，能够在避免电极(加工用电极3)的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔(加工孔5a)的形成。
以下，依次对使前端面3c的电流密度的分布偏心而形成弯曲孔的方法(参照图4～10)、以及使前端面3c中的电解液W的流速分布偏心而形成弯曲孔的方法(参照图11～14)进行详细说明。
(使电流密度分布偏心的弯曲孔形成方法)
图4是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极3的前端面的结构。图5是示出使用图4所示的加工用电极3而形成加工孔5a的情形的图。
图6以及图9与图4相同地示出一实施方式的加工用电极3的前端面的结构。图7以及图10分别是示出使用图6以及图9所示的加工用电极3而形成加工孔5a的情形的图。图8是示出使用在前端形成有锥面3g、3h的加工用电极3而形成加工孔5a的情形的图。
在几个实施方式中，如图4～10所示，通过使用前端面3c中除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于前端面3c的轴心Cs偏心的加工用电极3(3A～3D)，从而使前端面3c的电流密度的分布相对于轴心Cs偏心。在该情况下，加工孔5a向该区域的形心Ca相对于轴心Cs偏移的偏移方向弯曲而形成。
在图4、5所示的实施方式中，加工用电极3A在外筒部3a的径向内侧形成有一个内部流路3b，在前端面3c形成有与内部流路3b连通的一个出口开口3d。如图4所示，加工用电极3A配置为出口开口3d相对于前端面3c的轴心Cs向图中左侧偏心。因此，如图4所示，前端面3c中除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于前端面3c的轴心Cs向图中右侧偏心。
在图6、7所示的实施方式中，加工用电极3B在外筒部3a的径向内侧形成有两个内部流路3b，在前端面3c形成有与各个内部流路3b连通的两个出口开口3d。如图6所示，位于图中右侧的出口开口3d与位于图中左侧的出口开口3d相比，形成得直径较小。因此，如图6所示，前端面3c中除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于前端面3c的轴心Cs向图中右侧偏心。
在图8所示的实施方式中，加工用电极3C具有与加工用电极3A同样的结构，在前端形成有在纵剖面观察下随着朝向前端而外形尺寸逐渐变小的锥面3g、3h。在该情况下，通过形成锥面3g、3h，从而在加工用电极3C的前端面3c的附近流动的电解液W变得容易流入电绝缘层4的外周与加工孔5a的内表面5b之间，因此能够防止电解加工的效率降低。该锥面3g、3h也能够应用于其他加工用电极3(3B、3D～3G)。
如图8所示，若将加工用电极3C的锥面3g、3h与垂直于前端面3c的轴线Ls的面之间的倾斜角分别设为θ1、θ2，则外筒部3a具有壁厚T1的厚壁侧(图中右侧)的倾斜角θ1形成得比外筒部3a具有比壁厚T1薄的壁厚T2的薄壁侧的倾斜角θ2小。在锥面的倾斜角较大的情况下，与锥面的倾斜角较小的情况相比，能够使大量的电解液W流向电绝缘层4的外周与加工孔5a的内表面5b之间。另外，在锥面的倾斜角较小的情况下，与倾斜角较大的情况相比，由于整个锥面与被加工物5的内表面5c、5d的间隔变短，因此锥面中的电流密度对被加工物5的内表面5c、5d施加的作用大，能够将被加工物5的内表面5c、5d加工得较深。需要说明的是，在图8所示的实施方式中，在前端面3c的整个面上形成有锥面3g、3h，但锥面3g、3h也可以形成于周向中的至少一部分上。在周向中的弯曲方向下游侧仅形成锥面3g，由此能够使电解液W的流速分布向弯曲方向下游侧偏心。
在图9、10所示的实施方式中，加工用电极3D在外筒部3a的径向内侧形成有两个内部流路3b，但一方的内部流路3b(图中右侧的内部流路3b)由导电性构件11a闭塞，且不具有出口开口。即，两个内部流路3b中的仅图中左侧的内部流路3b具有出口开口3d。因此，前端面3c中除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于前端面3c的轴心Cs偏心。需要说明的是，也可以为图6、7所示那样的将彼此直径不同的两个内部流路3b中的一方进行闭塞的结构。
根据上述方法，在内部流路3b被一部分闭塞之前，即使在除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于轴心Cs不偏心的情况下，也通过导电性构件11a将内部流路3b在前端面3c闭塞一部分，由此，由于电流在该导电性构件11a流动，因此能够使该区域的形心Ca相对于轴心Cs偏心。因此，能够使加工用电极3C的电流密度的分布向该区域的形心Ca相对于轴心Cs偏移的方向偏心，由此能够将加工孔5a向该区域的形心Ca偏移的方向弯曲而形成。
在此，如图4、6、9所示，加工用电极3的前端面3c由基准线Ld分为加工孔5a的弯曲方向下游侧的第一区域F1以及该弯曲方向上游侧的第二区域F2这两个区域。在此，基准线Ld在前端面3c上通过轴心Cs，并且是与通过形心Ca和轴心Cs的直线垂直的直线。
如图4、6、9所示，前端面3c中除了出口开口3d以外的区域的形心Ca相对于前端面3c的轴心Cs偏心的第一区域F1侧与第二区域F2侧相比，前端面3c上的可导电面积较大，容易电流流动。因此，在上述图1、4～10所示的实施方式中，形成与加工用电极3(3A～3D)的前端面3c中的第二区域F2侧的电流密度的平均值相比，加工用电极3(3A～3D)的前端面3c中的第一区域F1侧的电流密度的平均值较大那样的电流密度的分布。
(使流速分布偏心的弯曲孔形成方法)
图11是沿着图1所示的A-A线的概要剖视图，且是示出一实施方式的加工用电极3的前端面的结构。图12是示出使用图11所示的加工用电极3而形成加工孔5a的情形的图。
图13与图11同样地示出一实施方式的加工用电极3的前端面的结构。图14是示出使用图13所示的加工用电极3而形成加工孔5a的情形的图。
在几个实施方式中，如图11～14所示，通过使用出口开口3d的形心Co相对于前端面3c的轴心Cs偏心的加工用电极3(3E、3F)，从而使前端面3c处的电解液W的流速分布相对于轴心Cs偏心。在该情况下，加工孔5a向出口开口3d的形心Co相对于轴心Cs偏移的偏移方向弯曲而形成。
如图11、12所示，加工用电极3E在外筒部3a的径向内侧形成有一个内部流路3b，在前端面3c形成有与内部流路3b连通的一个出口开口3d。加工用电极3E的出口开口3d是大致半圆形状，前端面3c上的出口开口3d的形心Co相对于前端面3c的轴心Cs向图中右侧偏心。
如图11所示，出口开口3d的形心Co相对于前端面3c的轴心Cs偏心的第一区域F1侧与第二区域F2侧相比，前端面3c上的用于喷出电解液W的出口开口3d的开口面积较大，能够从出口开口3d大量地喷出电解液W。因此，在上述图11、12所示的实施方式中，形成与加工用电极3E的前端面3c中的第二区域F2的电解液W的平均流速相比，加工用电极3E的前端面3c中的第一区域F1的电解液W的平均流速较大那样的电解液W的流速分布。
在图13、14所示的实施方式中，加工用电极3F包括将外筒部3a的内壁彼此连接并将外筒部3a的内部分成2个部分的间隔部3f。加工用电极3F通过间隔部3f在外筒部3a的径向内侧形成有两个内部流路3b，但其中一方的内部流路3b(图中左侧的内部流路3b)在前端面3c被闭塞构件11闭塞，仅另一方的内部流路3b具有出口开口3d。这样，通过将两个内部流路3b中的一方由闭塞构件11闭塞，由此前端面3c中的出口开口3d的形心Co相对于前端面3c的轴心Cs偏心。在图13、14所示的实施方式中，闭塞构件11由截面形状为半圆状的非导电性构件11b构成。需要说明的是，闭塞构件11可以将彼此直径不同的两个内部流路3b中的一方闭塞，也可以封闭至少一个内部流路3b的一部分。
根据上述方法，即使在内部流路3b一部分被闭塞之前出口开口3d的形心Co相对于轴心Cs不偏心的情况下，通过将内部流路3b的一部分闭塞，也能够使出口开口3d的形心Co相对于轴心Cs偏心。因此，能够使从出口开口3d喷出的电解液W的流速分布向出口开口3d的形心Co相对于轴心Cs偏移的方向偏心，由此能够将加工孔5a向出口开口3d的形心Co偏移的方向弯曲而形成。
需要说明的是，也可以是，间隔部3f构成为将外筒部3a的内部分为3个以上的多个，由间隔部3f分割的内部流路3b中的至少一个被闭塞。另外，将内部流路3b闭塞的闭塞构件11也可以由导电性构件11a构成。通过闭塞构件11闭塞由间隔部3f分成多个内部流路3b中的至少一个，由此能够容易进行如下操作，使前端面3c的电流密度的分布、电解液W的流速分布相对于加工用电极3的前端面3c的轴心Cs而向加工孔5a的弯曲方向下游侧偏心。
需要说明的是，在图13～14所示的实施方式中，通过设置于前端面3c的闭塞构件11局部地闭塞内部流路3b，由此使前端面3c中的电解液W的流速分布相对于轴心Cs偏心，但闭塞构件11也可以设置于内部流路3b的中途。
图15是一实施方式的加工用电极3G的剖视图。如该图所示，在与加工用电极3G的轴向正交的截面内，内部流路3b的形心Cf相对于加工用电极3G的轴心Ce偏心。需要说明的是，为了使内部流路3b的形心Cf相对于加工用电极3G的轴心Ce偏心，也可以将与加工用电极3G的轴向正交的截面内的、内部流路3b的形状形成为与出口开口3d的形状不同的形状。
根据上述方法，在与加工用电极3G的轴向正交的截面内，内部流路3b的形心Cf相对于加工用电极3F的轴心Ce偏心，由此前端面3c中的电解液W的流速分布向内部流路3b的形心Cf相对于轴心Ce偏移的方向偏心。因此，能够将加工孔5a向内部流路3b的形心Cf偏移的方向弯曲而形成。
在上述的几个实施方式中，在与加工用电极3G的轴向正交的截面内，使内部流路3b的形心Cf相对于加工用电极3F的轴心Ce偏心，由此使前端面3c中的电解液W的流速分布相对于轴心Cs偏心，但在加工用电极3形成有多个内部流路3b的情况下，通过对穿过各个内部流路3b的电解液W的流速设置差异，从而也可以使前端面3c中的电解液W的流速分布相对于轴心Cs偏心。
在几个实施方式中，上述的电解加工系统2的上述电解液供给量调节装置8构成为能够对向一个加工用电极3中所形成的多个内部流路3b分别供给的电解液W的供给量进行调节。在该情况下，随着通过电解液供给量调节装置8而得到的通过内部流路3b的电解液W的流速分布的偏心，从出口开口3d喷出的电解液W的流速分布也偏心，由此能够将加工孔5a向通过内部流路3b的电解液W的流速分布偏心的方向弯曲而形成。
几个实施方式的开孔构件5A的制造方法包括通过上述的几个实施方式的电解加工方法1在被加工物5上形成加工孔5a以制造开孔构件5A的步骤。即，开孔构件5A的制造方法包括上述的步骤S101、上述的步骤S102、上述的步骤S103。在该情况下，通过上述的电解加工方法1，能够在避免电极(加工用电极3)的结构的复杂化的同时，容易进行弯曲孔(加工孔5a)的形成，因此能够容易地制造具有加工孔5a的开孔构件5A。
需要说明的是，如图3所示，开孔构件5A可以是具有作为加工孔5a的弯曲形状的冷却孔的燃气轮机动叶5B。在燃气轮机动叶5B中，加工孔5a用作使冷却燃气轮机动叶5B的冷却介质流通的冷却孔。在该情况下，能够将加工孔5a(冷却孔)的弯曲形状沿着燃气轮机动叶5B的几何形状弯曲。另外，在图3所示的实施方式中，加工孔5a是从燃气轮机动叶5B的下端侧(图中上侧)至上端侧(图中下侧)贯通的贯通孔，但也可以是以使设置于燃气轮机动叶5B的内部的冷却流路与外部连通的方式在压力面、负压面或者后缘部开口的任意的贯通孔，另外，也可以是不贯通的深孔。
本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加变形的方式、适当地组合这些的方式而得到的方式。
附图标记说明：
1...电解加工方法；
2...电解加工系统；
3、3A～3G...加工用电极；
3a...外筒部；
3b...内部流路；
3c...前端面；
3d...出口开口；
3f...间隔部；
3g、3h...锥面；
4...电绝缘层；
5...被加工物；
5A...开孔构件；
5B...燃气轮机动叶；
5a...加工孔；
5b～5d...内表面；
6...电源；
7...电解液供给装置；
8...电解液供给量调节装置；
9...电极进给装置；
10...电极引导构件；
11...闭塞构件；
11a...导电性构件；
11b...非导电性构件；
Ca...前端面中的除了出口开口以外的区域的形心；
Ce...加工用电极的形心；
Cf...内部流路的形心；
Co...出口开口的形心；
Cs...前端面的轴心；
F1...第一区域；
F2...第二区域；
Ld...基准线；
Le...加工用电极的轴线；
Lm...加工线；
Ls...前端面的轴线；
T1、T2...壁厚；
W...电解液；
θ1、θ2...倾斜角。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电解加工方法，在该电解加工方法中，通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其特征在于，
所述电解加工方法包括如下步骤：
使电解液在加工用电极的内部流路中流通，并使所述电解液从设置于所述加工用电极的前端面的所述内部流路的出口开口喷出；
在使所述电解液从所述加工用电极的所述出口开口喷出的同时，在所述加工用电极与所述被加工物之间施加电位差；以及
在所述被加工物上形成所述弯曲形状的加工孔，
在使所述电解液喷出的步骤中，使所述加工用电极的前端面的电流密度的分布、以及从所述出口开口喷出的所述电解液的流速分布中的至少一方相对于所述加工用电极的所述前端面的轴心向所述加工孔的弯曲方向下游侧偏心。
2.(修改后)根据权利要求1所述的电解加工方法，其特征在于，
在使所述电解液喷出的步骤中，所述电解液从在主体侧面不具有用于将所述电解液导出的流体导出部的所述加工用电极的所述出口开口喷出，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述区域的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
3.根据权利要求2所述的电解加工方法，其特征在于，
在所述前端面上，所述内部流路的一部分被导电性构件闭塞，由此所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述轴心偏心。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述出口开口的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
5.根据权利要求4所述的电解加工方法，其特征在于，
所述内部流路的一部分被闭塞，由此所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏心。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述内部流路被间隔部分为多个，被分为所述多个的所述内部流路中的至少一个被闭塞。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
在与所述加工用电极的轴向正交的截面内，所述内部流路的形心相对于所述加工用电极的轴心偏心。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
在所述加工用电极的前端，在周向上的至少一部分形成有随着朝向前端而外形尺寸变小的锥面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述电解液包含硝酸或硝酸钠。
10.一种开孔构件的制造方法，其特征在于，
所述开孔构件的制造方法包括通过权利要求1至9中任一项所述的方法而在所述被加工物上形成所述加工孔以制造开孔构件的步骤。
11.根据权利要求10所述的开孔构件的制造方法，其特征在于，
所述开孔构件是具有作为所述加工孔的弯曲形状的冷却孔的燃气轮机动叶。
12.一种加工用电极，其用于通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其特征在于，
所述加工用电极具备：
内部流路，其构成为能够供电解液沿着所述加工用电极的轴向流通；以及
前端面，其形成有用于喷出所述电解液的所述内部流路的出口开口，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心、以及所述出口开口的形心的至少一方相对于所述前端面的轴心偏心。
13.一种电解加工系统，其特征在于，
所述电解加工系统至少具备权利要求12所述的加工用电极，
所述电解加工系统构成为，能够通过使用了所述加工用电极的电解加工而在所述被加工物上形成所述加工孔。
14.根据权利要求13所述的电解加工系统，其特征在于，
所述电解加工系统还具备电解液供给量调节装置，该电解液供给量调节装置构成为能够对向一个所述加工用电极中所形成的多个所述内部流路分别供给的所述电解液的供给量进行调节。

Claims (14)

1.一种电解加工方法，在该电解加工方法中，通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其特征在于，
所述电解加工方法包括如下步骤：
使电解液在加工用电极的内部流路中流通，并使所述电解液从设置于所述加工用电极的前端面的所述内部流路的出口开口喷出；
在使所述电解液从所述加工用电极的所述出口开口喷出的同时，在所述加工用电极与所述被加工物之间施加电位差；以及
在所述被加工物上形成所述弯曲形状的加工孔，
在使所述电解液喷出的步骤中，使所述加工用电极的前端面的电流密度的分布、以及从所述出口开口喷出的所述电解液的流速分布中的至少一方相对于所述加工用电极的所述前端面的轴心向所述加工孔的弯曲方向下游侧偏心。
2.根据权利要求1所述的电解加工方法，其特征在于，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述区域的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
3.根据权利要求2所述的电解加工方法，其特征在于，
在所述前端面上，所述内部流路的一部分被导电性构件闭塞，由此所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心相对于所述轴心偏心。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述出口开口的形心相对于所述前端面的所述轴心偏心，
将所述加工孔向所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏移的偏移方向弯曲而形成。
5.根据权利要求4所述的电解加工方法，其特征在于，
所述内部流路的一部分被闭塞，由此所述出口开口的所述形心相对于所述轴心偏心。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述内部流路被间隔部分为多个，被分为所述多个的所述内部流路中的至少一个被闭塞。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
在与所述加工用电极的轴向正交的截面内，所述内部流路的形心相对于所述加工用电极的轴心偏心。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
在所述加工用电极的前端，在周向上的至少一部分形成有随着朝向前端而外形尺寸变小的锥面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电解加工方法，其特征在于，
所述电解液包含硝酸或硝酸钠。
10.一种开孔构件的制造方法，其特征在于，
所述开孔构件的制造方法包括通过权利要求1至9中任一项所述的方法而在所述被加工物上形成所述加工孔以制造开孔构件的步骤。
11.根据权利要求10所述的开孔构件的制造方法，其特征在于，
所述开孔构件是具有作为所述加工孔的弯曲形状的冷却孔的燃气轮机动叶。
12.一种加工用电极，其用于通过电解加工而在被加工物上形成弯曲形状的加工孔，其特征在于，
所述加工用电极具备：
内部流路，其构成为能够供电解液沿着所述加工用电极的轴向流通；以及
前端面，其形成有用于喷出所述电解液的所述内部流路的出口开口，
所述前端面中的除了所述出口开口以外的区域的形心、以及所述出口开口的形心的至少一方相对于所述前端面的轴心偏心。
13.一种电解加工系统，其特征在于，
所述电解加工系统至少具备权利要求12所述的加工用电极，
所述电解加工系统构成为，能够通过使用了所述加工用电极的电解加工而在所述被加工物上形成所述加工孔。
14.根据权利要求13所述的电解加工系统，其特征在于，
所述电解加工系统还具备电解液供给量调节装置，该电解液供给量调节装置构成为能够对向一个所述加工用电极中所形成的多个所述内部流路分别供给的所述电解液的供给量进行调节。
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