TW201325784A - 用於電化學加工之振動裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種用於電化學加工之振動裝置，該振動裝置係包含一滑塊、一偏心軸、一導引接頭及一限位件，該偏心軸穿設該滑塊作一偏心運動，以驅動該滑塊作一圓周運動，該導引接頭具有一設置部及一連接部，該滑塊設置於該設置部，該連接部係供一物件連接，該限位件與設有該滑塊及該偏心軸之該導引接頭緊配。當該偏心軸作該偏心運動而帶動該滑塊作該圓周運動時，該滑塊滑動於該設置部內，並帶動設有該物件之該導引接頭作縱向往復振動，且該限位件限制該導引接頭作縱向往復振動。本發明之振動裝置結構簡單，達到容易加工製作、模組化及小型化。

Description

用於電化學加工之振動裝置

    本發明係有關於一種振動裝置，特別是指一種用於電化學加工之振動裝置。

    近年來3C、生醫及新興能源產品之發展趨勢除了在功能上多樣化提昇之外，最為顯著特徵則是日趨輕薄短小並著重產品精度與品質。因此在產品元件之加工尺寸與品質能力的要求上也相形提高，且所應用材料之特性諸如硬度與延展性等亦漸趨多樣化。若單純以傳統機械加工技術進行加工勢必將難以因應其品質、產能與成本上之要求。
    目前電化學加工突破傳統電化學加工於精度上之限制，成為兼具量產性、低成本與高精度之加工技術，在近年來受到國外廣泛之研究與應用，電化學加工可得到優異的加工表面品質，表面粗糙度佳；且因為不具有切削力或切削熱作用，因此無殘留切削應力、表面細微裂紋與熱變質層等缺點；對複雜外型工件亦具有快速、全型一次加工、加工速度不受限於加工件之材料硬度、強度及韌性影響等加工優勢。
    進行電化學加工時，先將工件電性連接電源之陽極，加工電極電性連接電源之陰極，並使電解液流動於工件及加工電極間，而利用陽極溶解原理，藉由陰極產生陰離子，陰離子與工件反應以移除工件上之餘料進而達成電化學加工目的。請參閱第一圖，係習知電化學加工裝置之結構示意圖；如圖所示，習知電化學加工裝置係將加工電極1’裝置於主軸2’上，藉由主軸2’向下移動進給，維持加工電極1’與工件3’間之穩定的間隙，達到加工時所需之平衡間隙。當該電化學加工裝置進行電化學加工時，使間隙存在於加工電極1’與工件3’間，工件3’之材料將因電解作用產生電解生成物，電解生成物存在於間隙間之電解液中，進而加工出相對應於加工電極之形狀，但因間隙極為狹小，而且外部電解液之循環推動能力不足及電解液之更新速率不佳，即電解液之流動性不佳，導致電解產物無法即時被排除，因而影響間隙中電解液的特性，間接造成加工電極1’與工件3’間之電解作用不穩定，使得工件3’之加工精度及形狀精度不佳，或是有電解生成物附著，同時地，易導致工件3’之表面質量不佳。
    針對上述問題，因此業者提供一種可使加工電極振動之振動裝置，習知振動裝置可微調整間隙，增加電化學加工過程中電解液之更新速率，以排除電化學加工過程中所產生之電解生成物，例如美國專利第7318884號揭露利用偏心輪可使電極產生振動；世界專利第0132343號揭露利用馬達驅動曲柄與連桿而帶動電極作振動；以及美國專利第4430544號揭露使用偏心輪與彈簧搭配，帶動電極作振動。但是，習知振動裝置之結構複雜，所以振動裝置不容易模組化，而且振動裝置之體積較大，導致其無法小型化。
    為了解決上述之問題，本發明提供一種用於電化學加工之振動裝置，其利用一偏心軸作偏心運動以驅動設置一加工電極或一工件之一導引接頭內的一滑塊作圓周運動，滑塊僅帶動設有加工電極或工件之導引接頭作縱向往復振動，而帶動加工電極或工件作縱向往復振動，以微調整間隙，本發明之振動裝置之結構簡單，所以振動裝置容易加工製作、模組化及小型化。

    本發明之目的，在於提供一種用於電化學加工之振動裝置，振動裝置之結構簡單，所以振動裝置容易加工製作、模組化及小型化
    本發明之目的，在於提供一種用於電化學加工之振動裝置，振動裝置之控制精度高，容易於電化學加工過程中對加工電極及工件之間隙作微調整，提升電化學加工過程中間隙內電解液之循環及更新速率，以排除電化學加工過程中產生於間隙間之電解生成物，進而提升電化學加工之加工精度及表面質量
    本發明提供一種用於電化學加工之振動裝置，係包含：一滑塊；一偏心軸，其穿設該滑塊並作一偏心運動，以驅動該滑塊作一圓周運動；以及一導引接頭，其具有一設置部及一連接部，該滑塊設置於該設置部，該連接部係供一物件連接；一限位件，其係與設有該滑塊及該偏心軸之該導引接頭緊配；其中，該偏心軸作該偏心運動而帶動該滑塊作該圓周運動時，該滑塊滑動於該設置部內，並帶動設有該物件之該導引接頭作縱向往復振動，且該限位件限制該導引接頭作縱向往復振動。

    茲為使對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
    習知振動裝置之結構複雜，所以習知振動裝置不容易組裝，而且習知振動裝置之體積較大，導致其無法小型化。而本發明提供一種用於電化學加工之振動裝置，以克服上述問題。
    請參閱第二圖、第三圖及第四圖，其係為本發明之第一實施例之導引接頭的立體圖、導引接頭之剖面圖及立體剖面圖；如圖所示，本實施例提供一種用於電化學加工之振動裝置1，振動裝置1係連接一物件2，其中物件2為一加工電極或一工件。振動裝置1於電化學加工過程中帶動物件2作縱向往復振動，以微調整加工電極與工件間之加工間隙，有效提升加工間隙內電解液之更新率，並提升產生於加工間隙內之電解生成物之代謝率，進而提升電化學加工之加工精度及表面質量。
    本實施例之振動裝置1係包含一滑塊10、一偏心軸12、一導引接頭14及一限位件16。偏心軸12設置於滑塊10，本實施例之偏心軸12設置於滑塊10之方式主要於滑塊10設有一穿孔101，偏心軸12穿設於穿孔101，以使偏心軸12設置於滑塊10。而導引接頭14具有一設置部141及與設置部141對應之一連接部142，連接部142位於設置部141之下方，然後滑塊10設置於設置部141，連接部142係供物件2連接。
    復參閱第三圖及第四圖，導引接頭14具有設置部141及連接部142。設置部141具有一容置空間1411，本實施例之容置空間1411係由於第一方向上之一第一通道1414及於第二方向上之一第二通道1415交錯構成，其中第一方向與第二方向正交。第一通道1414與第二通道1415貫穿設置部141，第二通道1415貫穿設置部141之二側壁1412，並於二側壁1412上分別形成一定位孔1413。滑塊10設置於容置空間1411之第二通道1415內，並滑動於第二通道1415，即滑塊10滑動於容置空間1411與二定位孔1413內。另偏心軸12通過第一通道1414之一端，並穿過滑塊10之穿孔101，且通過第一通道1414之另一端，如此定位滑塊10於容置空間1411內，並限制滑塊10於容置空間1411內滑動。
    然，本實施例之滑塊10之截面為圓形，第二通道1415之截面係與滑塊10之截面相符而為圓形。滑塊10之外周緣表面與第二通道1415之側壁(即容置空間1411之側壁)間更設有至少一線性軸承102，可減少滑塊10與第二通道1415之側壁間之摩擦力，以使滑塊10順暢地滑動於第二通道1415內。而本實施例之滑塊10的外周緣表面更設有一凹槽103，線性軸承102設置於凹槽103內。然，本實施例更於滑塊10之穿孔101的側壁與偏心軸12間設有一軸承11，軸承11亦使偏心軸12可於穿孔101內順暢地轉動。本實施例之線性軸承102及軸承11皆使用滾珠軸承，亦可使用其他類型之軸承，於此不再贅述。
    復參閱第四圖，本實施例之限位件16為一殼體，限位件16包含一裝配腔體161及一裝配口162，裝配口162位於限位件16之底部，並與裝配腔體161連通。將已組裝完成之滑塊10、偏心軸12及導引接頭14裝配於裝配腔體161內，導引接頭14之連接部142設置於裝配口162，以使物件2裝設於連接部142。然後偏心軸12之兩端係分別貫穿限位件16，以讓驅動裝置3與偏心軸12之一端連接，如此驅動裝置3驅動偏心軸12以使偏心軸12作偏心運動，偏心軸12驅動滑塊10作圓周運動。
    而本實施例之振動裝置1之作動係先利用一驅動裝置3驅動偏心軸12之一端以使偏心軸12作產生偏心運動，偏心軸12驅動與偏心軸12連接之滑塊10作圓周運動，即滑塊10產生縱向運動及側向運動。當偏心軸12作偏心運動而驅動滑塊10作圓周運動時，滑塊10因設置於設置部141內而受設置部141之限制，滑塊10僅於導引接頭14之設置部141內作側向往復運動，即滑塊10滑動於設置部141之二側壁1412間，進而分化滑塊10因偏心軸12驅動所產生之側向運動。另，滑塊10帶動導引接頭14作縱向往復運動，即帶動導引接頭14之連接部142作縱向往復振動。因導引接頭14緊配於裝配腔體161內，限制導引接頭14僅作縱向往復振動，即帶動設置於連接部142之物件2作縱向往復振動。所以本實施例之振動裝置1已先透過設置部141分化滑塊10所產生之側向往復運動，然後透過限位件16與導引接頭14緊配，限制導引接頭14僅作縱向往復運動，即完全消除導引接頭14所產生之側向往復運動，以確保設置於連接部142之物件2僅作縱向往復振動。
    由上述可知，藉由本實施例之振動裝置1可於電化學加工過程中使物件2作縱向往復振動，以微調整加工電極與工件間之加工間隙，並提升加工間隙間電解液之更新率，且提升產生於加工間隙內之電解生成物之代謝率，進而提升電化學加工之加工精度及表面質量。
    復參閱第四圖，限位件16更設有至少一孔洞163，孔洞163係供一定位件17設置，定位件17抵接於導引接頭14之一側，使導引接頭14之另一側緊鄰於限位件16之裝配腔體161的側壁，以導引接頭14與裝配腔體161之側壁緊配，進而確保導引接頭14於裝配腔體161內僅作縱向往復振動，達到定位導引接頭14於裝配腔體161的目的。本實施例之定位件17係包含一本體171、複數第一滾珠172及一第二滾珠173，本體171具有一凹槽1711，第一滾珠172之半徑小於第二滾珠173之半徑，該些第一滾珠172佈滿凹槽1711之底部表面，然後第二滾珠173設於凹槽1711之開口，並位於該些第一滾珠172上方，且定位於該限位件16之孔洞163，以避免該些第一滾珠172及第二滾珠173從凹槽1711內滾出。
    當定位件17穿設於限位件16之孔洞163並抵接於導引接頭14之一側時，導引接頭14與第二滾珠173接觸並使第二滾珠173往本體171之凹槽1711內擠壓，該些第一滾珠172間之間隙為一彈性空間，與第二滾珠173接觸之該些第一滾珠172係向四周移動，並填補彈性空間，直到無彈性空間可供填補時，該些第一滾珠172與第二滾珠173間維持平衡，如此定位件17抵接於導引接頭14之一側，使導引接頭14之另一側緊鄰於裝配腔體161之側壁，以使導引接頭14緊配於裝配腔體161內。上述僅為本發明之定位件17的一實施例，定位件17可為其他元件構成，例如：彈性元件。
    再參閱第四圖，本實施例之振動裝置1於使用時，限位件16之裝配腔體161內會填入潤滑油，以潤滑導引接頭14之表面，減少導引接頭14之表面與裝配腔體161之側壁間之摩擦力，使導引接頭14順暢地於裝配腔體161內作縱向振動。本實施例之限位件16更設有一油嘴164，油嘴164連通裝配腔體161，潤滑油可從油嘴164輸入至裝配腔體161內，而裝配腔體161內之潤滑油可從油嘴164排出。另，本實施例之導引接頭14之外側表面更設有複數溝槽143，該些溝槽143供潤滑油流通，以使潤滑油均勻地潤滑於導引接頭14之表面。
    然，為了防止潤滑油從限位件16之裝配口162流出，所以導引接頭14之連接部142的表面與裝配口162之側壁間設有至少一密封件15，如此密封連接部142之表面與裝配口162之側壁間之間隙，可防止內部潤滑油從裝配口162流出，而影響外部電解液之導電度；亦可防止外部電解液從裝配口162進入限位件16內。
    此外，本實施例之振動裝置1係裝設於一電化學加工裝置，例如:電極或工件進給機構，請一併參閱第五A及五Ｂ圖，本實施例之振動裝置1更包含一連接模組18，振動裝置1係透過連接模組18組設於電化學加工裝置之一主軸4，連接模組18可讓振動裝置1快速地組設於電化學加工裝置之主軸4，或快速地從電化學加工裝置之主軸4上卸除。連接模組18包含一第一連接件181及一第二連接件182，第一連接件181及第二連接件182之一端分別為一第一連接部1811及一第二連接部1821，其另一端分別為一第一組設部1812及一第二組設部1822。第一連接件181之第一連接部1811連接限位件16之頂部，第二連接件182之第二連接部1821連接電化學加工裝置之主軸4。然，第一連接件181之第一組設部1812樞接於第二連接件182之第二組設部1822，如此使振動裝置1組設於電化學加工裝置4。其中，第一連接件181包含一第一連接塊1813，第一連接塊1813與限位件16連接之一端為第一連接部1811，其另一端為第二組設部1812。第二連接件182包含一第二連接塊1823及複數抵壓件1824，第二連接塊1823具有一第一表面18231及一第二表面18232，第二連接塊1823具有第一表面18231之一端為第二連接件1812之第一連接部1821。該些抵壓件1824間具有一間隔並分別設置於第二表面18232上，如此第二連接塊1823與該些抵壓件1824間具有一組設空間1825，以構成第二連接件182之第二組設部1822。
    當第一連接塊1813為第一連接部1811之一端固接於振動裝置1之限位件16(參閱第四圖)，同時電化學加工裝置之主軸4固定於第二連接塊1823為第二連接部1821之一端時，第一連接塊1813為第二組設部1812之一端欲組設於第二連接塊1823與該些抵壓件1824構成之第二組設部1822，第一連接塊1813穿過該些抵壓件1824間之間隔，並進入組設空間1825，然後第一連接塊1813之四個角落分別為一倒角，組設空間1825之側壁(即第二連接塊1823)亦設置對應之倒角，使第一連接塊1813可旋轉一角度於組設空間1825內，且該些抵壓件1824抵擋第一連接塊1813，以防止第一連接塊1813之第一組設部1812脫離為第二組設部1822之組設空間1825，進而使第一組設部1812組設於第二組設部1822。
    其中該些抵壓件1824設置於第二表面18232之方式，係於該些抵壓件1824上分別設有至少一固定孔18241，第二連接塊1823之第二表面18232亦設有對應固定孔18241之孔洞18233，然後利用複數鎖固件19分別穿設第二表面18232之孔洞18233，並固定抵壓件1824之固定孔18241。藉由控制鎖固件19之鎖固深度，使第二連接塊1823與該些抵壓件1824緊迫組設於組設空間1825之第一連接塊1811之第二組設部1822。如此避免第一連接塊1811脫離或滑動於組設空間1825。
    請參閱第六A及六B圖，本實施例係揭露滑塊10及導引接頭14之另一實施態樣。上述實施例之導引接頭14之設置部141的容置空間1411為二通道交錯而構成，本實施例之設置部141為一中空框體，其中空部份即為容置空間1411，本實施例之滑塊10為矩形塊狀，並設置於容置空間1411內。容置空間1411兩側之側壁1412分別設有定位孔1413，滑塊10之下部更設有一定位軸105，定位軸105設置於設置部141之二定位孔1413，以固定滑塊10於容置空間1411內。當偏心軸12作偏心運動而驅動滑塊10作圓周運動時，滑塊10沿著定位軸105滑動，並導引滑塊10於設置部141之側壁1412間作側向往復運動。其中，定位軸105更設有至少一線性軸承106，使滑塊10順暢地滑動於定位軸105上。
    綜上所述，本發明提供一種用於電化學加工之振動裝置，振動裝置主要利用偏心軸作偏心運動以驅動設置物件之導引接頭內的滑塊作圓周運動，而滑塊水平滑動於導引接頭內，可分化滑塊於圓周運動時所產生之側向運動，如此滑塊僅帶動設有物件之導引接頭作縱向往復振動。使用本發明之振動裝置於電化學加工過程中微調整加工電極與工件間之加工間隙，增加電化學加工過程中電解液之循環及更新速度，以排除電化學加工過程中產生於加工間隙中之電解生成物，進而提升電化學加工之加工精度及表面質量。而且本發明之振動裝置更包含連接模組，連接模組可使震動裝置快速地裝設於電化學加工裝置。此外，本發明之振動裝置的結構簡單，所以本發明之振動裝置容易加工製作、模組化及小型化。

1’．．．加工電極

2’．．．主軸

3’．．．工件

1．．．振動裝置

10．．．滑塊

101．．．穿孔

102．．．線性軸承

103．．．凹槽

105．．．定位軸

106．．．線性軸承

12．．．偏心軸

14．．．導引接頭

141．．．設置部

1411．．．容置空間

1412．．．側壁

1413．．．定位孔

1414．．．第一通道

1415．．．第二通道

142．．．連接部

143．．．溝槽

16．．．限位件

161．．．裝配腔體

162．．．裝配口

163．．．孔洞

164．．．油嘴

17．．．定位件

171．．．本體

1711．．．凹槽

172．．．第一滾珠

173．．．第二滾珠

18．．．連接模組

181．．．第一連接件

1811．．．第一連接部

1812．．．第一組設部

1813．．．第一連接塊

182．．．第二連接件

1821．．．第二連接部

1822．．．第二組設部

1823．．．第二連接塊

18231．．．第一表面

18232．．．第二表面

18233．．．孔洞

1824．．．抵壓件

18241．．．固定孔

1825．．．組設空間

19．．．鎖固件

2．．．物件

3．．．驅動裝置

4．．．主軸

第一圖係為習知電化學加工裝置之結構示意圖；
第二圖係為本發明之第一實施例之導引接頭的立體圖；
第三圖係為本發明之第一實施例之導引接頭的剖面圖；
第四圖係為本發明之第一實施例之立體剖面圖；
第五A圖係為本發明之第一實施例之連接模組的立體圖；
第五B圖係為本發明之第一實施例之連接模組的分解圖；
第六A圖係為本發明之第二實施例之導引接頭的立體圖；以及
第六B圖係為本發明之第二實施例之立體剖面圖。

1．．．振動裝置

10．．．滑塊

101．．．穿孔

102．．．線性軸承

103．．．凹槽

12．．．偏心軸

14．．．導引接頭

141．．．設置部

1411．．．容置空間

1412．．．側壁

1413．．．定位孔

1414．．．第一通道

1415．．．第二通道

142．．．連接部

143．．．溝槽

16．．．限位件

161．．．裝配腔體

162．．．裝配口

163．．．孔洞

164．．．油嘴

17．．．定位件

171．．．本體

1711．．．凹槽

172．．．第一滾珠

173．．．第二滾珠

18．．．連接模組

181．．．第一連接件

2．．．物件

3．．．驅動裝置

Claims (12)

1. 一種用於電化學加工之振動裝置，係包含：
   一滑塊；
   一偏心軸，穿設該滑塊並作一偏心運動，以驅動該滑塊作一圓周運動；
   一導引接頭，具有一設置部及一連接部，該滑塊設置於該設置部，該連接部係供一物件連接；以及
   一限位件，其係容置該導引接頭，且限制該導引接頭之運動方向；
   其中，該偏心軸作該偏心運動而帶動該滑塊作該圓周運動時，該滑塊滑動於該設置部內，並帶動設有該物件之該導引接頭作縱向往復振動，且該限位件限制該導引接頭作縱向往復振動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該設置部具有一容置空間，該滑塊係設置於該容置空間內，該容置空間的二側壁更分別設有一定位孔，該滑塊係滑動於該二定位孔及該容置空間內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該設置部具有一容置空間，該滑塊係設置於該容置空間內，該容置空間的二側壁更分別設有一定位孔，更包括：
   一線性軸承，設置於該滑塊與該容置空間的一側壁之間，使該滑塊與該容置空間的側壁可作相對運動。
4. 如申請專利範圍第2項所述之用於電化學加工之振動裝置，更包含：
   一定位軸，穿設該滑塊，其兩端係設置於該二定位孔，該滑塊滑動於該定位軸上；以及
   一線性軸承，設置於該滑塊與該定位軸之間，使該滑塊與該定位軸可作相對運動。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於電化學加工之振動裝置，更包含：
   一軸承，設置於該滑塊與該偏心軸之間，該滑塊更具有一穿孔，該偏心軸係穿設於該穿孔，該軸承位於該穿孔之側壁與該偏心軸之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該限位件為一殼體，該偏心軸之兩端貫穿該殼體，該限位件包含：
   一裝配腔體，容置該導引接頭；及
   一裝配口，連通該裝配腔體，該導引接頭之該連接部設置於該裝配口；
   其中，至少一密封件設置於該裝配口之側壁與該連接部之間，以密封該裝配口之側壁與該連接部間之間隙。
7. 如申請專利範圍第6項所述之用於電化學加工之振動裝置，更包含：
   一定位件，設置於該限位件，並抵接於該導引接頭，以定位該導引接頭於該裝配腔體內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該定位件係包含：
   一本體，具有一凹槽；
   複數第一滾珠，設置於該凹槽內之底部；以及
   一第二滾珠，設置於該凹槽，並位於該些第一滾珠上；
   其中，該第一滾珠之半徑係小於該第二滾珠之半徑，該第二滾珠定位於該殼體。
9. 如申請專利範圍第6項所述之用於電化學加工之振動裝置，更包含：
   一連接模組，設置於該限位件，並連接一電化學加工裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該連接模組係包含：
    一第一連接件，具有一第一連接部及一第一組設部，該第一連接部連接於該限位件；以及
    一第二連接件，具有一第二連接部及一第二組設部，該第二連接部連接於該電化學加工裝置，該第一組設部與該第二組設部相互組設。
11. 如申請專利範圍第10項所述之用於電化學加工之振動裝置，其中該第一連接件包含一第一連接塊，該第一連接塊具有該第一連接部及該第一組設部，該第一連接塊之該第一連接部固接於該限位件，該第二連接件包含一第二連接塊及複數抵壓件，該第二連接塊具有該第二連接部，該第二連接塊之該第二連接部固定於該電化學加工裝置，該些抵壓件固定於該第二連接塊，該些抵壓件間具有一間隔，並與該第二連接塊間形成一組設空間，該組設空間為該第二組設部，該第一連接塊之該第一組設部組設於為該組設空間，且該些抵壓件緊迫該第一連接塊於該組設空間。　
12. 如申請專利範圍第6項所述之用於電化學加工之振動裝置，更包含：
    一油嘴，設置於該限位件，並供一潤滑油填入至該裝配腔體內，其中該導引接頭之外表面更具有複數溝槽，該潤滑油流通於該些溝槽。