本發(fā)明大體涉及加工領域,尤其涉及一種電加工裝置及一種電加工方法。
背景技術:
目前,在帶有內回轉孔的工件的內回轉表面上加工環(huán)槽,主要通過車床或銑床加工。然而,這種傳統(tǒng)的加工方法通常比較耗時,而且需要采用高剛性的加工工具。
而且,特別是對于工件的內回轉孔為非中心對稱的孔時,則在加工的過程中,由于內回轉孔的端面的不對稱,則會導致接觸的刀具的受力不均勻產生振動,進而會在加工出來的環(huán)槽的環(huán)形面上留下不同程度的振紋,從而影響加工出來的環(huán)槽的環(huán)形面的粗糙度,進而影響工件的加工質量。
因此,有必要提供一種改進的加工裝置和加工方法以解決如上所述的至少一個問題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個方面在于提供一種電加工裝置,其包括可旋轉軸及用于電加工的電極,所述電極可移動地連接到所述可旋轉軸。其中,當旋轉所述可旋轉軸時,所述電極隨所述可旋轉軸一同旋轉并在離心力的作用下相對于所述可旋轉軸移動,并且,基于所述可旋轉軸的轉速來控制所述電極的移動距離。
本發(fā)明的另一個方面在于提供一種電加工方法,其包括:將電極可移動地連接到可旋轉軸;將所述可旋轉軸插入到工件的孔中,并且,將所述電極 與所述工件保持間隙,其中,所述孔具有第一直徑;給所述電極和所述工件通電;在所述孔內旋轉所述可旋轉軸以產生離心力;及在所述離心力的作用下朝著所述工件相對于所述可旋轉軸推動所述電極以蝕除所述孔的一部分,從而所述孔具有第二直徑,其中,所述第二直徑大于所述第一直徑。
根據本發(fā)明的具體實施方式的電加工裝置和電加工方法簡單,易于實現(xiàn),并且,具有較低的成本。
附圖說明
當參照附圖閱讀以下詳細描述時,本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點將變得更好理解,在附圖中,相同的元件標號在全部附圖中用于表示相同的部件,其中:
圖1是根據本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置在加工工件之前的橫截面示意圖;
圖2是沿圖1的A-A面的示意性剖視圖;
圖3是根據本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置在加工工件的過程中的橫截面示意圖;
圖4是沿圖3的B-B面的示意性剖視圖;
圖5是一種具體實施方式的工件的示意性剖視圖;
圖6是圖5所示的工件在加工之后的示意性剖視圖;
圖7是另一種具體實施方式的工件的示意性剖視圖;
圖8是圖7所示的工件在加工之后的示意性剖視圖;
圖9是根據本發(fā)明的一種具體實施方式的電加工系統(tǒng)的示意性框圖;
圖10是根據本發(fā)明的第二具體實施方式的電加工裝置在加工工件之前的橫截面示意圖;
圖11是沿圖10的E-E面的示意性剖視圖;
圖12是根據本發(fā)明的第二具體實施方式的電加工裝置在加工工件的過 程中的橫截面示意圖;
圖13是沿圖12的F-F面的示意性剖視圖;及
圖14是根據本發(fā)明的一個具體實施方式的電加工方法的流程圖。
具體實施方式
為幫助本領域的技術人員能夠確切地理解本發(fā)明所要求保護的主題,下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式。在以下對這些具體實施方式的詳細描述中,本說明書對一些公知的功能或構造不做詳細描述以避免不必要的細節(jié)而影響到本發(fā)明的披露。
除非另作定義,本權利要求書和說明書中所使用的技術術語或者科學術語應當為本發(fā)明所屬技術領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權利要求書中所使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性,而只是用來區(qū)分不同的組成部分?!耙粋€”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制,而是表示存在至少一個?!鞍ā被蛘摺熬哂小钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“具有”后面列舉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?!斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接,而是可以包括電極性的連接,不管是直接的還是間接的。而且,短語“基于”意指“至少部分地基于”。
需要說明的是,在本發(fā)明的附圖中,為了圖示和元件的清楚可見,部分附圖中的元件未以剖面線示出。
圖1至圖4示出根據本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1的示意圖,其中,圖1和圖2示出電加工裝置1在其可旋轉軸11轉動之前的示意圖,圖3和圖4示出電加工裝置1在其可旋轉軸11轉動之后的示意圖?,F(xiàn)在參照圖1和圖2所示,根據本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1包括可旋轉軸11及用于電加工的電極12,其中,可旋轉軸11具有旋轉軸線110,電 極12包括第一電極121和第二電極122,第一電極121和第二電極122可移動地連接到可旋轉軸11,并且,第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的旋轉軸線110對稱設置,也可以說第一電極121和第二電極122均勻分布在可旋轉軸11上。如圖3和圖4所示,當旋轉可旋轉軸11時,第一電極121和第二電極122能夠繞可旋轉軸11的旋轉軸線110隨可旋轉軸11一同旋轉,同時,可旋轉軸11旋轉產生離心力,第一電極121和第二電極122能夠在離心力的作用下相對于可旋轉軸11遠離彼此平移,即朝著相反的方向平行移動,并且,能夠基于可旋轉軸11的轉速來控制第一電極121和第二電極122的移動距離(未標號)。
如圖1和圖2所示,在一個具體實施方式中,在第一電極121和第二電極122之間連接有彈性元件,例如彈簧13,從而,在該彈簧13的彈性力的作用下,將第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11定位。在一個替代的具體實施方式中,第一電極121和第二電極122也可以分別通過各自獨立的兩個彈簧來相對于可旋轉軸11定位。
在一個具體實施方式中,可旋轉軸11設有用于收容第一電極121和第二電極122的收容空間111,并且,第一電極121和第二電極122在收容空間111中是可移動的。如圖1和圖2所示,在可旋轉軸11轉動之前,第一電極121和第二電極122能夠容納在可旋轉軸11的收容空間111中,從而能夠減小電加工裝置1的尺寸,并且,可以起到對第一電極121和第二電極122的保護作用。如圖3和圖4所示,在可旋轉軸11轉動之后,第一電極121和第二電極122能夠在離心力的作用下在收容空間111中相對于可旋轉軸11遠離彼此平移。本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1并不限于在可旋轉軸11上設有收容空間111,在另一個替代或附加的示例中,第一電極121和第二電極122也可以直接連接到可旋轉軸11的端部或側面上。
在一個具體實施方式中,可旋轉軸11上分別設有限位部1131、1132,可旋轉軸11上的限位部1131、1132分別用來限制第一電極121和第二電極122 的最大移動距離。在本具體實施方式中,在可旋轉軸11的收容空間111中設有限位部1131、1132,相應地,在第一電極121和第二電極122上分別設有擋止塊1211、1221,當?shù)谝浑姌O121和第二電極122分別移動到其最大移動距離時,則第一電極121和第二電極122的擋止塊1211、1221將分別與可旋轉軸11的限位部1131、1132相配合,從而,可以阻止第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的繼續(xù)移動。
在一個具體實施方式中,可旋轉軸11沿著可旋轉軸11的旋轉軸線110是可移動的,從而,通過控制可旋轉軸11沿其旋轉軸線110的移動(即軸向移動),能夠進而控制第一電極121和第二電極122在平行于可旋轉軸11的旋轉軸線110的方向上的移動(也即軸向移動)。
第一具體實施方式的電加工裝置1可以采用電火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)工藝、電化學加工(Electro-Chemical Machining,ECM)工藝或者電解放電加工(Electro-Chemical Discharge Machining,ECDM)工藝,以下將以采用電火花加工工藝為例來對本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1進行說明。當然,可以理解的是,采用電化學加工或者采用電解放電加工在工藝上會與采用電火花加工略有不同,這種簡單的變化并不影響本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1的創(chuàng)作實質。
在一個具體實施方式中,在可旋轉軸11上設有用來輸送工作液的第一通道115,在第一電極121和第二電極122上分別設有用來輸送工作液的第二通道1213和第三通道1223,其中,第一通道115、第二通道1213和第三通道1223之間相互連通。通過相互連通的第一通道115、第二通道1213和第三通道1223能夠將工作液分別輸送到第一電極121及第二電極122所要加工的區(qū)域處。然而,本發(fā)明的用來輸送工作液的通道的設置方式并不局限于此,其也可以采用其他合適的設置方式,實際上,只要通道的設置能夠使得工作液被輸送到第一電極121及第二電極122所要加工的區(qū)域處即可。此外,所使用的工作液是否具有導電性或者導電性的強弱可以根據電加工裝置1所采 用的加工工藝來確定。例如,當在電加工裝置1采用EDM加工工藝時,工作液可以為絕緣液體(Dielectric Fluid);當在電加工裝置1采用ECM加工工藝時,工作液可以為電解液(Electrolyte),且優(yōu)選為一種帶有較強導電性的電解液;當在電加工裝置1采用ECDM加工工藝時,工作液則可以為一種帶有較弱導電性的電解液。
在本發(fā)明的一個具體實施方式中,電加工裝置1可以用來加工帶有孔201的工件200,作為一個示例,工件200的孔201例如可以為一種回轉孔,如圖5所示。
圖1和圖2揭示了電加工裝置1在加工工件200之前的示意圖。參照圖1和圖2,當需要電加工裝置1加工工件200時,可以將電加工裝置1的可旋轉軸11插入到工件200的孔201中,并且,分別將第一電極121和第二電極122與工件200之間保持一定的間隙301、302。在電加工裝置1未加工工件200時,第一電極121和第二電極122在彈簧13的彈性力的作用下保持在可旋轉軸11的收容空間111中。并且,結合參照圖5,在工件200加工之前,工件200的孔201具有第一直徑D1。
圖3和圖4揭示了電加工裝置1在加工工件200的過程中的示意圖。參照圖3和圖4,當電加工裝置1加工工件200時,給第一電極121和第二電極122以及工件200通電,使得第一電極121和工件200之間以及第二電極122和工件200之間分別帶有相反的電極性,并且,在工件200的孔201內旋轉可旋轉軸11。可旋轉軸11的旋轉帶動第一電極121和第二電極122一同轉動,并且,可旋轉軸11旋轉產生離心力,第一電極121和第二電極122在離心力的作用下能夠朝著工件200相對于可旋轉軸11遠離彼此平移,此時,彈簧13被拉伸,隨著第一電極121和第二電極122的移動,在帶有相反電極性的第一電極121和工件200之間以及在帶有相反電極性的第二電極122和工件200之間分別產生火花放電,從而將工件200的孔201的一部分材料蝕除,因此,結合參照圖6,在工件200加工之后,在工件200的孔201中進 一步形成環(huán)槽203,環(huán)槽203具有第二直徑D2,也就是說,加工之后的工件200的孔201具有第二直徑D2,其中,第二直徑D2大于第一直徑D1。環(huán)槽203包括具有第二直徑D2的圓柱面2031以及平整表面2032。
本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1具有簡單的結構和較低的成本,非常容易實現(xiàn),并且,在加工的過程中,第一電極121和第二電極122能夠同時朝向工件200移動,從而,能夠同時在第一電極121和工件200之間的間隙301處以及在第二電極122和工件200之間的間隙302處分別產生火花放電,電加工裝置1的第一電極121和第二電極122能夠同時對工件200進行加工,由于第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的旋轉軸線110對稱設置,因此,電加工裝置1在整個加工的過程中的受力比較均勻,進而能夠提高工件200的表面加工的平整度。
可以基于可旋轉軸11的轉速來控制第一電極121和第二電極122的移動距離,從而來控制第一電極121和工件200之間的間隙301大小以及第二電極122和工件200之間的間隙302大小,并且,可以控制加工后的工件200的孔201的第二直徑D2的大小。
在工件200加工時,可以通過可旋轉軸11、第一電極121和第二電極122之間的相互連通的第一通道115、第二通道1213和第三通道1223將有一定壓力的工作液分別供應到第一電極121及第二電極122所要加工的區(qū)域處,具體地為第一電極121與工件200之間的間隙301處以及第二電極122與工件200之間的間隙302處,如圖4中的虛線箭頭所示,從而,在工件200加工的過程中,有一定壓力的工作液能夠對工件200的加工區(qū)域進行沖刷,通過有一定壓力的工作液的沖刷能夠將加工過程中產生的碎屑及時排走,確保工件200的加工區(qū)域的清潔。
通過對可旋轉軸11的旋轉進行適當?shù)目刂?,可以使得工?00的孔201的被蝕除后的部分(即環(huán)槽203)具有完整的圓柱面或者圓柱面的一部分。此外,由于可旋轉軸11沿其旋轉軸線110是可移動的,因此,還可以通過連 續(xù)控制可旋轉軸11沿其旋轉軸線110的移動,從而能夠控制環(huán)槽203在平行于可旋轉軸11的旋轉軸線110的方向上的深度(即軸向深度)。進一步地,還可以通過間歇控制可旋轉軸11沿其旋轉軸線110的移動,使得環(huán)槽203間隔分布,從而能夠在工件200的孔201中進一步加工出多個間隔分布的環(huán)槽203。所以,可以根據待加工工件200的實際需要,來對可旋轉軸11的旋轉以及其軸向移動進行合理的控制。
圖5和圖6示出一種具體實施方式的工件200的示意圖,如圖5和圖6所示,在本發(fā)明的一個具體實施方式中,電加工裝置1可以用來加工結構規(guī)整的帶有回轉孔201的工件200,參照圖5,在加工之前,工件200的孔201具有第一直徑D1,并且,工件200的孔201相對于回轉中心線是對稱的。在一個示例中,電加工裝置1可以從工件200的孔201的中部開始加工,從而,參照圖6,在加工之后,可以在工件200的孔201的中部進一步加工出環(huán)槽203,環(huán)槽203具有第二直徑D2的圓柱面2031以及包括底面和頂面的平整表面2032。
圖7和圖8示出另一種具體實施方式的工件200′的示意圖,如圖7和圖8所示,在本發(fā)明的另一個具體實施方式中,電加工裝置1也可以用來加工結構不規(guī)整的帶有回轉孔201的工件200′,參照圖7,在加工之前,工件200′的孔201也具有第一直徑D1,但是,工件200′的孔201相對于回轉中心線是非對稱的,例如,工件200′的孔201具有在平行于可旋轉軸11的旋轉軸線110的方向(軸向方向)上不等高的端部。在一個示例中,電加工裝置1也可以從工件200′的孔201的端部開始加工,例如,在電極12包括第一電極121和第二電極122的情況下,在離心力的作用下朝著孔201的端部在相反的方向上推動第一電極121和第二電極122以蝕除孔201的端部的至少一部分材料,從而,參照圖8,在加工之后,可以在工件200′的孔201的端部處進一步加工出環(huán)槽203,環(huán)槽203具有第二直徑D2的圓柱面2031以及僅包括底面的平整表面2032。由于工件200′的孔201在加工之前具有軸向方向 上不等高的端部,因此,加工之后形成的環(huán)槽203也具有軸向方向上不等高的端部。
圖9示出根據本發(fā)明的一個具體實施方式的電加工系統(tǒng)100在加工工件200的過程中的示意性框圖,如圖9所示,根據本發(fā)明的一個具體實施方式的電加工系統(tǒng)100包括本發(fā)明的第一具體實施方式的電加工裝置1、電源3、機床5、安裝在機床5上的伺服電機7以及工作液供給裝置9。
電源3包括正極(+)引線31和負極(-)引線32,在圖9中,電源3的正極引線31被顯示為連接至待加工的工件200上,從而在電源3打開之后能夠使得待加工的工件200帶有正電,而電源3的負極引線32被顯示為連接至電加工裝置1的可旋轉軸11上,其中,可旋轉軸11分別與第一電極121及第二電極122電性連接,從而,可以通過可旋轉軸11,將電源3的負極引線32間接地連接到電加工裝置1的第一電極121和第二電極122,因此,在電源3打開之后能夠使得第一電極121和第二電極122帶有負電。然而,本發(fā)明并不局限于第一電極121和第二電極122被電源3供有負電而工件200被電源3供有正電,在本發(fā)明的其他具體實施方式中,也可以第一電極121和第二電極122被電源3供有正電而工件200被電源3供有負電,這種簡單的變換方式并未脫離本發(fā)明的創(chuàng)作實質。此外,電源3的正、負極引線31、32也可以通過其他適當?shù)姆绞竭B接到第一電極121和第二電極122及工件200上,實際上,只要能夠使得第一電極121及第二電極122分別與工件200之間供有相反電極性的電源3的連接方式,均在本發(fā)明的保護范圍之內。
電源3可以與機床5相通信。安裝在機床5上的伺服電機7用于驅動電加工裝置1的可旋轉軸11的旋轉。工作液供給裝置9在加工工件200時用于將有一定壓力的工作液通過電加工裝置1的相互連通的第一通道115、第二通道1213及第三通道1223分別供應到第一電極121與工件200之間的間隙301以及第二電極122與工件200之間的間隙302處。
在本發(fā)明的電加工系統(tǒng)100的一個具體實施方式中,電加工系統(tǒng)100的 電源3還可以檢測在第一電極121和工件200之間以及第二電極122和工件200之間是否發(fā)生短路。當電源3檢測到短路發(fā)生時,電源3將會給機床5發(fā)送一個短路信號,機床5上的伺服電機7在接收到該短路信號之后將會降低電加工裝置1的可旋轉軸11的轉速,因此,在電加工裝置1的彈簧13的彈性力的作用下,彈簧13會將第一電極121和第二電極122回拉,以擴大第一電極121與工件200之間的間隙301以及第二電極122與工件200之間的間隙302大小,從而來消除短路,使得電加工裝置1恢復到正常工作狀態(tài)。
在本發(fā)明的電加工系統(tǒng)100的另一個具體實施方式中,電加工系統(tǒng)100的電源3還可以檢測在第一電極121和工件200之間以及第二電極122和工件200之間是否發(fā)生開路。當電源3檢測到開路發(fā)生時,電源3將會給機床5發(fā)送一個開路信號,機床5上的伺服電機7在接收到該開路信號之后將會增加電加工裝置1的可旋轉軸11的轉速,因此,第一電極121和第二電極122將會進一步遠離彼此移動,彈簧13的彈性力增加,第一電極121與工件200之間的間隙301以及第二電極122與工件200之間的間隙302大小被縮小,從而來消除開路,使得電加工裝置1恢復到正常工作狀態(tài)。
類似地,本發(fā)明的電加工系統(tǒng)100也可以用來加工如圖7和圖8所示的工件200′。
圖10至圖13示出根據本發(fā)明的第二具體實施方式的電加工裝置1′的示意圖,其中,圖10和圖11揭示了電加工裝置1′在加工工件200之前的示意圖,圖12和圖13揭示了電加工裝置1′在加工工件200的過程中的示意圖。如圖10和圖11所示,與第一具體實施方式的電加工裝置1相類似,第二具體實施方式的電加工裝置1′也包括可旋轉軸11及用于電加工的電極12,其中,可旋轉軸11具有旋轉軸線110,電極12也包括第一電極121和第二電極122,第一電極121和第二電極122可移動地連接到可旋轉軸11,并且,第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的旋轉軸線110對稱設置。但是,與第一具體實施方式的電加工裝置1所不同的是,在第二具體實施方式 的電加工裝置1′中,第一電極121和第二電極122還具有各自的自轉軸線1210、1220。
參照圖12和圖13,與第一具體實施方式的電加工裝置1相類似,在第二具體實施方式的電加工裝置1′中,當旋轉可旋轉軸11時,第一電極121和第二電極122能夠繞可旋轉軸11的旋轉軸線110隨可旋轉軸11一同旋轉,同時,可旋轉軸11旋轉產生離心力。但是,與第一具體實施方式的電加工裝置1所不同的是,在第二具體實施方式的電加工裝置1′中,第一電極121和第二電極122能夠在離心力的作用下朝著相反的方向繞各自的自轉軸線1210、1220旋轉,從而,第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11移動。同樣地,也能夠基于可旋轉軸11的轉速來控制第一電極121和第二電極122的轉動角度,進而來控制第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的移動距離。
在第二具體實施方式的電加工裝置1′中,可旋轉軸11也可以設有用于限制第一電極121和第二電極122的最大移動距離的限位部(未圖示)。
參照圖10和圖11,當需要電加工裝置1′加工工件200時,可以將電加工裝置1′的可旋轉軸11插入到工件200的孔201中,并且,分別將第一電極121和第二電極122與工件200之間保持一定的間隙301、302。在電加工裝置1′未加工工件200時,第一電極121和第二電極122在彈簧13的彈性力的作用下保持在可旋轉軸11的收容空間111中。并且,結合參照圖5,在工件200加工之前,工件200的孔201具有第一直徑D1。
參照圖12和圖13,當電加工裝置1′加工工件200時,給第一電極121和第二電極122以及工件200通電,使得第一電極121和工件200之間以及第二電極122和工件200之間分別帶有相反的電極性,并且,在工件200的孔201內旋轉可旋轉軸11。可旋轉軸11的旋轉帶動第一電極121和第二電極122一同轉動,并且,可旋轉軸11旋轉產生離心力,第一電極121和第二電極122在離心力的作用下能夠繞著各自的自轉軸線1210、1220沿相反的方向 轉動,從而使得第一電極121和第二電極122朝著工件200相對于可旋轉軸11移動,彈簧13被拉伸,隨著第一電極121和第二電極122的轉動,在帶有相反電極性的第一電極121和工件200之間以及在帶有相反電極性的第二電極122和工件200之間分別產生火花放電,從而將工件200的孔201的一部分材料蝕除,因此,結合參照圖6,在工件200加工之后,工件200的孔201可以具有第二直徑D2,其中,第二直徑D2大于第一直徑D1。可以基于可旋轉軸11的轉速來控制第一電極121和第二電極122的轉動角度,進而控制第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11的移動距離,從而來控制第一電極121和工件200之間的間隙301大小以及第二電極122和工件200之間的間隙302大小,并且,可以控制加工后的工件200的孔201的第二直徑D2的大小。
第二具體實施方式的電加工裝置1′除了第一電極121和第二電極122與第一具體實施方式的電加工裝置1略有不同之外,第二具體實施方式的電加工裝置1′具有與第一具體實施方式的電加工裝置1大致相似的結構,并且能夠取得與第一具體實施方式的電加工裝置1大致相似的有益技術效果,故,在此不再贅述。
類似地,第二具體實施方式的電加工裝置1′也可以用來加工如圖7和圖8所示的工件200′。
圖9所示的電加工系統(tǒng)100也可以采用第二具體實施方式的電加工裝置1′,在此不再贅述。
以上是以電極12包括兩個電極121、122為例,來對本發(fā)明的電加工裝置1、1′的具體實施方式進行詳細說明。然而,在本發(fā)明的電加工裝置1、1′中,電極12并不限于僅包括兩個電極121、122。
在本發(fā)明的電加工裝置1、1′的另一個具體實施方式中,電極12可以包括多個電極,多個電極可移動地連接到可旋轉軸11,并且,多個電極均勻分布在可旋轉軸11上。當可旋轉軸11旋轉時,多個電極能夠隨可旋轉軸11一 同旋轉并在離心力的作用下能夠朝著不同的方向相對于可旋轉軸11移動,并且,能夠基于可旋轉軸11的轉速來控制多個電極相對于可旋轉軸11的移動距離。采用多個電極的電加工裝置能夠取得與采用兩個電極121、122的電加工裝置1、1′,例如第一具體實施方式的電加工裝置1、第二具體實施方式的電加工裝置1′大致相似的有益技術效果,采用多個電極的電加工裝置同樣具有簡單結構、成本低廉、易于實現(xiàn)等優(yōu)點,并且,在加工的過程中,多個電極能夠同時從不同的方向朝向工件200、200′移動,從而能夠同時在多個電極和工件200、200′之間的間隙處分別產生火花放電,使得多個電極能夠同時對工件200、200′進行加工,由于多個電極均勻分布在可旋轉軸11上,因此,采用多個電極的電加工裝置在整個加工的過程中同樣受力比較均勻,采用多個電極的電加工裝置能夠使得工件200、200′加工出來的表面具有較好的平整度。
本發(fā)明的采用至少兩個以上電極的電加工裝置對于結構規(guī)整的工件200(參照圖5和圖6)以及對于結構不規(guī)整的工件200′(參照圖7和圖8)來說在加工的過程中均能夠保持均勻的受力,因此,能夠使得加工出來的工件200、200′均具有較好的平整度。
當然,在本發(fā)明的電加工裝置1、1′的又一個具體實施方式中,電極12也可以采用單電極的方式。類似地,該單電極可移動地連接到可旋轉軸11。當可旋轉軸11旋轉時,該單電極能夠隨可旋轉軸11一同旋轉并在離心力的作用下能夠相對于可旋轉軸11移動,并且,能夠基于可旋轉軸11的轉速來控制該單電極相對于可旋轉軸11的移動距離。
可以理解的是,在本發(fā)明的電加工裝置采用多個電極或單電極的情況下,電加工裝置的其他相應的結構特征可以做出相應的改變,這種簡單的改變或者等同替換并未脫離本發(fā)明的電加工裝置的創(chuàng)作實質,其仍在本發(fā)明的電加工裝置的保護范圍之內。
本發(fā)明的各種具體實施方式的電加工裝置具有結構簡單、成本低廉,易 于實現(xiàn)等優(yōu)點,并且,攜帶方便。
圖14揭示了根據本發(fā)明的一個具體實施方式的電加工方法的流程圖。如圖14并結合參照圖1-4及圖10-13所示,根據本發(fā)明的一個具體實施方式的電加工方法可以包括如下步驟:
在步驟S1中,將電極12可移動地連接到可旋轉軸11。電極12可以采用單電極、兩個電極或多個電極的方式。例如,在電極12包括兩個電極,例如第一電極121和第二電極122的情況下,則分別將第一電極121和第二電極122可移動地連接到可旋轉軸11上。并且,優(yōu)選地,兩個電極121、122相對于可旋轉軸11的旋轉軸線110對稱分布。在電極包括多個電極的情況下,則分別將多個電極可移動地連接到可旋轉軸11上。并且,優(yōu)選地,多個電極均勻分布在可旋轉軸11上。在一個具體實施方式中,在步驟S1中還包括將彈性元件,例如彈簧13連接到電極12上,從而將電極12相對于可旋轉軸11定位。例如,在電極12包括第一電極121和第二電極122兩個電極的情況下,可以通過一個彈簧13或者獨立的兩個彈簧將第一電極121和第二電極122相對于可旋轉軸11定位。
在步驟S2中,將可旋轉軸11插入到工件200的孔201中,并且,將電極12與工件200保持一定的間隙。當電極12包括兩個以上的電極時,則將每一個電極與工件200之間均保持一定的間隙。作為一個示例,工件200的孔201為一種回轉孔,工件200的孔201在加工之前具有第一直徑D1(如圖5所示)。
在步驟S3中,給電極12和工件200通電,使得電極12和工件200分別帶有相反的電極性。
在步驟S4中,在工件200的孔201內旋轉可旋轉軸11,從而產生離心力。
在步驟S5中,在離心力的作用下朝著工件200相對于可旋轉軸11推動電極12以將工件200的孔201的一部分材料蝕除,從而在工件200的孔201 中進一步形成環(huán)槽203,使得工件200的孔201在加工之后具有第二直徑D2(如圖6所示),其中,第二直徑D2大于第一直徑D1。當電極12包括兩個電極,例如第一電極121和第二電極122時,則在離心力的作用下朝著相反的方向推動第一電極121和第二電極122。當電極包括多個電極時,則在離心力的作用下朝著工件200的孔壁的不同方向相對于可旋轉軸11推動多個電極。
可以基于可旋轉軸11的轉速來控制產生的離心力的大小,進而控制電極12的移動距離,從而來控制電極12與工件200之間的間隙大小并控制第二直徑D2的大小。為了確保電極12不會過度移動,當電極12移動到最大移動距離時,可以限制電極12的移動。
通過對可旋轉軸11的旋轉進行適當?shù)目刂?,可以使得工?00的孔201的被蝕除后的部分(即環(huán)槽203)可以具有完整的圓柱面或者圓柱面的一部分。
在一個具體實施方式中,電加工方法還可以包括:將有一定壓力的工作液供應到電極12和工件200之間的間隙處。例如,在電極12包括第一電極121和第二電極122兩個電極的情況下,可以將有一定壓力的工作液供應到第一電極121和工件200之間的間隙301以及第二電極122和工件200之間的間隙302處,從而,在工件200加工的過程中,能夠將加工過程中產生的碎屑及時排走,確保工件200的加工區(qū)域的清潔。
在本發(fā)明的電加工方法的一個可選的具體實施方式中,還可以檢測在電極12和工件200之間是否發(fā)生短路。當檢測到短路發(fā)生時,可以降低可旋轉軸11的轉速,因此,在彈簧13的彈性力的作用下,彈簧13會將電極12回拉,以擴大電極12與工件200之間的間隙大小,從而來消除短路并恢復到正常工作狀態(tài)。
在本發(fā)明的電加工方法的另一個可選的具體實施方式中,還可以檢測在電極12和工件200之間是否發(fā)生開路。當檢測到開路發(fā)生時,可以增加可旋 轉軸11的轉速,因此,電極12將會進一步相對于可旋轉軸11移動,彈簧13的彈性力增加,電極12與工件200之間的間隙大小被縮小,從而來消除開路并恢復到正常工作狀態(tài)。
在本發(fā)明的電加工方法的又一個具體實施方式中,還可以沿著可旋轉軸11的旋轉軸線110移動可旋轉軸11??梢酝ㄟ^控制可旋轉軸11的軸向移動來控制電極12的軸向移動。例如,可以通過連續(xù)控制可旋轉軸11的軸向移動,從而能夠控制加工出來的環(huán)槽203的軸向深度。進一步地,還可以通過間歇控制可旋轉軸11的軸向移動,從而能夠加工出多個間隔分布的環(huán)槽203。
類似地,本發(fā)明的電加工方法不僅能夠用來加工如圖5和圖6所示的工件200,而且也能夠用來加工如圖7和圖8所示的工件200′。
本發(fā)明的各種具體實施方式的電加工方法具有操作簡單、成本低廉,易于實現(xiàn)等優(yōu)點。
雖然結合特定的具體實施方式對本發(fā)明進行了詳細說明,但本領域的技術人員可以理解,對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此,要認識到,權利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構思和范圍內的所有這些修改和變型。