CN112658410A - 轮廓加工方法及用该方法加工的零件 - Google Patents

Abstract

一种轮廓加工方法包括：提供一个电极，其中，该电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面；向所述电极和一个具有一定厚度的工件供电，使所述电极和所述工件其中之一为正极，另一个为负极；及用所述电极的外周面加工所述工件，在该加工过程中使所述电极的外周面及电极轴跨过所述工件的厚度方向。此外，本发明的实施例还涉及一种用所述方法加工的零件。

Description

轮廓加工方法及用该方法加工的零件

本申请是2015年04月24日所提出的申请号为201510203599.3、发明名称为“轮廓加工方法及用该方法加工的零件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明公开的实施方式涉及一种轮廓加工方法，尤其是一种适用于薄壁件的轮廓加工方法。

背景技术

薄壁件因其重量轻、节约材料、结构紧凑等优点，已被广泛地应用于各种工业产品中，但是薄壁件的加工却相对困难，原因是薄壁件刚性差、强度弱，所以加工中极容易变形，不易保证零件的加工质量。

在现有技术中，薄壁件一般采用传统加工的方式进行加工，但是这种方式会产生较大的振动，从而影响了零件的加工精度和生产效率。

现有技术中还可通过电火花线切割或水切割的方式对薄壁件进行加工。然而对于一些具有特殊结构的薄壁件来说，工件的后侧有遮挡物，使得电火花线切割的电极丝在工件的后侧很难固定，从而使得电火花线切割的加工方式难以实现。而如果使用水切割进行加工，则非常容易破坏工件后侧的不需要加工的遮挡物。

因此，有必要提供一种适用于薄壁件的轮廓加工方法来解决上述技术问题。

发明内容

鉴于上面提及的技术问题，本发明一方面提供一种轮廓加工方法。所述轮廓加工方法包括：提供一个电极，其中，该电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面；向所述电极和一个具有一定厚度的工件供电，使所述电极和所述工件其中之一为正极，另一个为负极；及用所述电极的外周面加工所述工件，在该加工过程中使所述电极的外周面及电极轴跨过所述工件的厚度方向。

本发明的另一个方面在于提供一种零件。所述零件包括第一部和第二部，所述第一部具有一定厚度，且具有至少一个贯穿其厚度方向的加工通孔；所述第二部上具有至少一个遮挡物在所述第一部的厚度方向上遮挡所述至少一个加工通孔。其中，所述第一部上的加工通孔由电极加工而成。所述电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面。加工所述第一部的步骤包括：向所述第一部和所述电极供电，使所述第一部和所述电极其中之一为正极，另一个为负极；及用所述电极的外周面加工所述第一部，在该加工过程中使所述电极的外周面及电极轴跨过所述第一部的厚度方向。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为根据本发明一具体实施例的轮廓加工方法的流程图；

图2为根据本发明另一具体实施例的轮廓加工方法的流程图；

图3为根据本发明又一具体实施例的轮廓加工方法的流程图；

图4为根据本发明一具体实施例的用于轮廓加工的装置示意图；

图5为图4中用于轮廓加工的装置的A方向示意图；

图6为图4中用于轮廓加工的装置的局部剖视图；

图7为根据本发明一具体实施例的轮廓加工方法加工而成的零件的示意图；及

图8为图7所示零件的剖视图。

具体实施方式

以下将描述本发明的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。

本发明中使用的“可”、“可以”与“可能”等词语表明在某些环境中事件发生的可能性；拥有一种特定属性、特征或功能；和/或通过与某一合格动词结合表示一个或多个能力、性能或可能性。相应地，“可能”的使用表明：被修饰的术语对于所示的能力、功能或用途是明显适当、可匹配或合适的；同时考虑到在某些情况的存在，被修饰的术语有时可能不适当，不匹配或不合适。例如，在某些情况下，可能预期出现某一结果或性能；而在其他情况下，该结果或性能可能不出现。这一区别由表示“可能”的词语体现。

本发明的具体实施例涉及一种轮廓加工方法，适用于加工具有一定厚度的工件，使所述工件具有一预设的轮廓。所述轮廓加工方法通常可用来对薄壁件进行加工。

图1为根据本发明一具体实施例的轮廓加工方法1的流程图。在步骤11中，提供了一个电极4。参见图4，该电极4具有电极轴41、带有端面42的自由轴端44及除了所述端面42外的外周面43，所述外周面43围绕着所述电极轴41。在一些实施例中，如图5所示，所述电极4可以为一圆柱体，具有一圆形的横截面，所述外周面43为一圆柱面。

在步骤12中，向所述电极和具有一定厚度的工件供电，使所述电极和所述工件其中之一为正极，另一个为负极。通常可采用一带有正极和负极的电源对所述电极和工件供电，如图4所示，电源5具有一正极51和一负极52，所述正极51通过导线连通所述工件6，所述负极52通过导线连通所述电极4，当电源打开后，所述工件6带正电，所述电极4带负电，当所述电极4与所述工件6互相靠近，其间介质被会击穿，随即发生火花放电，从而融化或蒸发所述工件6上的部分材料，产生颗粒状碎料。由于采用这种电腐蚀的方式加工所述工件6，所述工件6与所述电极4不产生直接的切削力，所以不会产生振动，所述工件6也不易形变，从而提高了工件的加工精度和加工效率。

在步骤13中，用所述电极的外周面43加工所述工件6，在该加工过程中使所述电极的外周面43及电极轴41跨过所述工件的厚度方向，如图4所示，这样，所述电极的外周面43与所述工件6在所述加工过程中始终相对。继续参见图4，具体来说，在所述加工过程中，所述电极4的自由端44与另一端分别处于所述工件6厚度方向上的两侧，所述电极4的外周面43的一部分与所述工件6相对。在如图4所示的实施例中，所述工件6为一具有均匀厚度的薄壁件，所述电极4与所述工件6所在的平面大致垂直。在其他实施例中，所述电极4与所述工件6所在的平面也可以不垂直。

所述电极4通过与所述工件6产生相对运动来加工所述工件6。在一些实施例中，所述电极4可沿一预设的轨迹运动来加工所述工件6以得到一需要的轮廓，所述电极4可以沿大致垂直于所述电极轴41的方向与所述工件6产生相对运动。

在一些实施例中，如图6所示，所述工件6的厚度是不均匀的，所述工件6的一部分可能具有较大的厚度T1，所述工件6的另一部分可能具有较小的厚度T2。使用本发明中的方法加工这种厚度不均的工件时，可直接使用所述电极的外周面43加工，加工过程不受所述工件6的厚度变化影响。

步骤13可包括去除所述工件及所述电极间的碎料的步骤。加工产生的碎料会影响到后续的加工过程，所以需要在加工的同时不断去除碎料，以进一步提高加工效率。在一些实施例中，去除所述碎料的步骤包括提供流经所述电极的外周面43及工件6之间的工作液，即：可以通过向所述电极的外周面43及工件6之间提供工作液的方式来去除碎料，使所述工作液流经所述外周面43及工件6之间带走电腐蚀过程中产生的热量和电蚀产物。在一些实施例中，使所述工作液沿着所述电极的外周面流动，这样能够进一步提高冲洗效率。参见图6，所述工作液沿平行于所述电极轴41的B方向流动，所述工作液紧贴所述电极4的外周面43冲洗加工处。

在一些实施例中，当需要加工的部分位于所述工件的内部而非边缘时，在加工所述工件的步骤前需要在所述工件上钻一个起始通孔，这样所述电极可由所述起始通孔穿过所述工件，以使所述电极的外周面及电极轴跨过所述工件的厚度方向。这里所说的“起始通孔”是指位于加工起始点上的穿透所述工件厚度方向的通孔，所述电极从该起始点开始对所述工件进行加工。因此，所述轮廓加工方法1可进一步包括用所述电极的端面42在所述工件上钻一个起始通孔，将所述电极4穿过所述起始通孔，此时，所述电极4的一部分位于所述起始通孔中，所述电极4的两端分别位于所述工件厚度方向的两侧，使所述电极4的外周面43与所述工件6相对。然后，使用所述电极的外周面43加工所述工件6。

在一些实施例中，钻所述起始通孔的步骤包括去除所述工件6电极间的碎料。在一些实施例中，可以通过向所述电极的端面及工件之间提供工作液的方式来去除碎料，使所述工作液流经所述端面及工件之间带走电腐蚀过程中产生的热量和电蚀产物。

参见图5，薄壁件的加工形状通常包括两种类型，即开放形状51和封闭形状52。对于开放形状51，通常可以从所述工件6的边缘处开始加工；而对于封闭形状52，则需要从所述工件6的内部开始加工，在本发明中可以直接使用所述电极4的端面42在所述工件6上钻一起始通孔，然后将所述电极4置入该起始通孔后便可以使用所述电极4的外周面43对所述工件6进行加工。

图2为根据本发明一具体实施例的轮廓加工方法2的流程图。这一实施例中的方法主要适用于开放形状51的加工。

在步骤21中，提供了一个电极，该电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面。

在步骤22中，向所述电极和具有一定厚度的工件供电，使所述电极和所述工件其中之一为正极，另一个为负极；

在步骤23中，将所述电极放置在位于所述工件边缘的起始点处，使所述电极的外周面及电极轴跨过所述工件的厚度方向；

在步骤24中，用所述电极的外周面沿一定轨迹加工所述工件，同时，提供流经所述电极的外周面及所述工件之间的工作液，以去除所述工件及所述电极间的碎料。

图3为根据本发明一具体实施例的轮廓加工方法3的流程图。这一实施例中的方法主要适用于封闭形状52的加工。

在步骤31中，提供了一个电极，该电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面。

在步骤32中，向所述电极和所述工件供电，使所述电极和所述工件其中之一为正极，另一个为负极。

在步骤33中，用所述电极的端面在工件上的起始点处钻一个起始通孔，同时，提供流经所述电极的端面及所述工件之间的工作液。

在步骤34中，将所述电极穿过所述起始通孔，以使所述电极的外周面及电极轴跨过所述工件的厚度方向。

在步骤35中，用所述电极的外周面沿一定轨迹加工所述工件，同时，提供流经所述电极的外周面及所述工件之间的工作液，以去除所述工件及所述电极间的碎料。

在一些实施例中，加工所述工件的步骤35包括使所述电极4绕所述电极轴41旋转。由于在使用电极的外周面43加工工件的过程中，电极本身也会受到不同程度的腐蚀或磨损，长此以往，必然会影响工件的加工精度，所以通过让电极自转的方式使电极的外周面均匀损耗，以减小加工误差。

在一些实施例中，加工所述工件的步骤35还可包括沿所述电极轴41的方向移动所述电极4。当电极4与所述工件6产生相互作用的部分损耗到一定程度之后，需要将这一已损耗的部分移开，用电极4上未使用过的部分继续对所述工件6进行加工，所以沿所述电极轴41的方向移动所述电极4，使电极4上未使用过的部分与所述工件6相对。

参见图6，在一些实施例中，所述电极4包括一设置于所述电极内部的通往所述端面的通道45，用于传输所述工作液。继续参见图6，该实例中所述通道45位于所述电极4的中心，所述工作液从所述端面42的中心部流出后，可直接用于冲洗所述端面42与所述工件6之间的碎料，这种冲洗方式与外部冲洗方式结合起来可以进一步提高冲洗效果。

本发明的具体实施例还涉及一种使用上述轮廓加工方法加工的零件。所述零件包括具有一定厚度的第一部，其上具有至少一个贯穿其厚度方向的加工通孔；所述零件还包括第二部，其上具有至少一个遮挡物在所述第一部的厚度方向上遮挡所述至少一个加工通孔。其中，所述加工通孔是使用电极通过上述轮廓加工方法加工而成的。所述电极具有电极轴、带有端面的自由轴端及除所述端面外的外周面，加工所述第一部的步骤包括：向所述第一部和所述电极供电，使所述第一部和所述电极其中之一为正极，另一个为负极；及用所述电极的外周面加工所述第一部，在该加工过程中使所述电极的外周面及电极轴跨过所述第一部的厚度方向。

需要注意的是，这里的“加工通孔”是指通过去除工件的部分材料在工件上形成的轮廓或者形状，其可以是开放形状的，比如，如图5所示的开放形通孔51，也可以使封闭形状的，比如，如图5所示的封闭形通孔52。

参见图7和图8，在一些实施例中，所述零件7可以为一具有双层结构的环状物，所述零件7包括外层71和内层72。所述外层71具有一定厚度，且具有至少一个贯穿其厚度方向的加工通孔711；所述内层72设置于所述外层71厚度方向的内侧，其上具有至少一个遮挡物721从内侧遮挡所述至少一个加工通孔711。其中，所述加工通孔711由电极4的外周面加工而成，在该加工过程中所述电极4的外周面及电极轴跨过所述外层的厚度方向。

在一些实施例中，如图8所示，所述遮挡物721与所述第二部72成一体设置。

在一些实施例中，加工所述加工通孔711的步骤进一步包括用所述电极4的端面在所外层71上钻一个起始通孔，然后将所述电极4的穿过所述起始通孔。

虽然结合特定的实施方式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涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (8)

1.一种轮廓加工工件的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供电极，所述电极具有：

电极轴；

第一轴端，所述第一轴端具有端面；

通道，所述通道在所述电极中、通往所述端面；

第二轴端，所述第二轴端与所述第一轴端相对；和

除所述端面外的外周面；

向工件和所述电极供电，使所述工件和所述电极其中之一为正极，另一个为负极，所述工件是具有均匀厚度的薄壁环状物且具有外层、内层以及所述外层和所述内层之间的空间，其中所述外层包括相对侧和所述相对侧之间的厚度；以及

在不加工所述工件的所述内层的情况下，用所述电极的所述外周面加工所述工件的所述外层，在该加工过程中使所述电极的所述外周面及所述电极轴跨过所述厚度，从而使所述电极的第一端和第二端沿着所述工件的所述外层的厚度方向分别位于所述工件的所述外层的相对侧；

其中，加工所述工件的所述外层还包括：

使工作液的第一部分通过所述电极的所述通道；

使工作液的第二部分在所述工件和所述电极的所述外周面之间通过；

其中，所述工作液的所述第一部分和所述工作液的所述第二部分都在平行于所述电极轴的方向上通过；

在所述电极轴上旋转所述电极，以使所述电极的所述外周面在周向方向上均匀损耗；并且

在所述电极轴的方向上移动所述电极，以使所述电极上的未使用部分面对所述工件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，加工包括去除所述工件及所述电极间的碎料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括用所述电极的所述端面在所述工件上钻起始通孔，并将所述电极穿过所述起始通孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，钻包括去除所述工件及所述电极间的碎料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，去除包括使所述工作液的所述第一部分在所述工件和所述电极的所述端面之间通过。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述工件具有开放形状。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述工件具有封闭形状。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括用所述电极的所述外周面沿一定轨迹加工所述工件的所述外层，同时使工作液在所述工件和所述电极的所述外周面之间通过，以去除所述工件及所述电极间的碎料。

Images