本發(fā)明是有關(guān)于一種電化學(xué)加工，其尤指一種可形成螺紋于工件表面的電化學(xué)加工裝置與電化學(xué)加工方法。

背景技術(shù)：

按，電化學(xué)加工是有別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的非傳統(tǒng)加工制程，其是利用金屬陽極溶解的原理，而對(duì)金屬加工件進(jìn)行移除加工。由于進(jìn)行電化學(xué)加工的過程，并沒有直接接觸工件表面進(jìn)行機(jī)械加工，因此工件的表面無殘留應(yīng)力，且加工過程無電極損耗，所以適合對(duì)大量工件進(jìn)行加工，此為電化學(xué)加工的優(yōu)點(diǎn)。

但是，在利用電化學(xué)對(duì)工件進(jìn)行成形加工前，一般需根據(jù)工件欲成形的形狀進(jìn)行電極及夾治具設(shè)計(jì)，且電極的輪廓通常與欲成形的形狀互補(bǔ)，因此加工的前置作業(yè)的設(shè)計(jì)及機(jī)械加工制程較長，例如欲于工件的表面形成螺紋，即必須先行加工出具有對(duì)應(yīng)于螺紋輪廓的電極，因此如何簡化電化學(xué)加工形成螺紋于工件表面的制程，以提升制程效率，其為目前電化學(xué)加工的一問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種電化學(xué)加工裝置及電化學(xué)加工方法，其可簡易形成螺紋于工件表面。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電化學(xué)加工裝置及電化學(xué)加工方法，其可形成錐狀螺紋于工件的表面。

本發(fā)明提供一種電化學(xué)加工裝置，其形成一螺紋于一工件的表面，該電化學(xué)加工裝置包含一旋轉(zhuǎn)單元，而旋轉(zhuǎn)該工件，該工件的周緣的一電解液流場(chǎng)呈一螺旋渦流狀態(tài)，以及一電極對(duì)應(yīng)于工件設(shè)置，該電極的輪廓非對(duì)應(yīng)于該 螺紋的輪廓。

本發(fā)明另提供一種電化學(xué)加工方法，其包含:驅(qū)使工件的周緣的電解液流場(chǎng)呈螺旋渦流狀態(tài)，并進(jìn)行電化學(xué)加工。

附圖說明

圖1:其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖；

圖2:其為本發(fā)明的一實(shí)施例的工件與黏稠層的示意圖；

圖3:其為本發(fā)明的一實(shí)施例的電化學(xué)加工方法的流程圖；

圖4:其為本發(fā)明的第二實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖；

圖5:其為本發(fā)明的第三實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖；以及

圖6:其為本發(fā)明的第四實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖。

【圖號(hào)對(duì)照說明】

10 電解液容置槽

11 電解液

12 電極

14 旋轉(zhuǎn)單元

16 電源供應(yīng)單元

18 移行單元

20 工件

21 螺紋

22 螺紋

30 黏稠層

40 支撐件

42 電解液傳輸單元

44 絕緣管

46 支撐件

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說明，說明如下：

參閱圖1，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖。如圖所示，本發(fā)明的電化學(xué)加工裝置包含一電解液容置槽10、一電極12、一旋轉(zhuǎn)單元14、一電源供應(yīng)單元16與一移行單元18。電極12與一工件20垂直(Z軸方向)容置于電解液容置槽10，且電極12對(duì)應(yīng)于工件20而設(shè)置，兩者間具有一間隔距離，電解液容置槽10并容置有電解液11，即電極12與部分工件20位于電解液11中。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，工件20為圓柱狀，電極12為一平板電極，其表面為一平面，即工件20的表面輪廓并未對(duì)應(yīng)于螺紋的輪廓。電源供應(yīng)單元16的陽極與陰極分別耦接于工件20與電極12，以供應(yīng)電源至電極12與工件20。于本實(shí)施例中，電源供應(yīng)單元16的陽極經(jīng)由旋轉(zhuǎn)單元14而耦接于工件20。

工件20的一端固定于旋轉(zhuǎn)單元14，旋轉(zhuǎn)單元14帶動(dòng)工件20旋轉(zhuǎn)，如此工件20的周緣的電解液流場(chǎng)會(huì)呈一螺旋渦流狀態(tài)，如此電極12對(duì)工件20進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，工件20的表面即會(huì)形成螺紋21。此外，旋轉(zhuǎn)單元14設(shè)置于移行單元18，移行單元18帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)單元14于垂直(Z軸)方向移動(dòng)，以移動(dòng)部分工件20進(jìn)入或者離開電解液容置槽10。

工件20進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，其在極限電流狀態(tài)下，也就是電流密度不會(huì)隨電壓上升而上升時(shí)，如圖2所示，工件20的表面與電解液11的交界處將產(chǎn)生一黏稠液狀接口層，其為黏稠層30(viscous layer)，其包含工件20溶解的陽 離子與電解液11中的陰離子，黏稠層30的電阻比電解液11的電阻大，所以黏稠層30為電的不良導(dǎo)體。本發(fā)明藉由旋轉(zhuǎn)單元14旋轉(zhuǎn)工件20，如此在一定轉(zhuǎn)速下，工件20的周緣的電解液流場(chǎng)受到工件20的旋轉(zhuǎn)的影響下，電解液流場(chǎng)會(huì)呈一螺旋渦流(spiral vortex)狀態(tài)，如此黏稠層30會(huì)受到電解液流場(chǎng)的影響而呈螺旋狀。

承接上述，呈螺旋狀的黏稠層30的整體厚度即不相同，螺旋狀的黏稠層30的螺谷的厚度較薄，電流較容易通過，因此工件20對(duì)應(yīng)黏稠層30的螺谷的位置處即會(huì)受到較大電流，即工件20的此位置的溶解速度較快，相對(duì)而言，螺旋狀的黏稠層30的螺峰的厚度較厚，如此經(jīng)過黏稠層30的螺峰的電流相對(duì)較小，工件20的對(duì)應(yīng)位置的溶解速度較慢。基于上述原因，工件20的表面會(huì)受到不同強(qiáng)度的電流，且電流強(qiáng)度是對(duì)應(yīng)螺旋狀的黏稠層30的厚度，如此工件20進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，工件20的表面并不是均勻被溶解，而是對(duì)應(yīng)螺旋狀的黏稠層30，即形成螺紋21。如圖1所示，形成于工件20的螺紋21上密下疏，即靠近工件20的末端的螺紋21較疏，所以表示螺紋21并非為等間距。本發(fā)明可依據(jù)使用需求調(diào)整加工參數(shù)，而調(diào)整螺紋21的間距。

由上述說明可知，本發(fā)明利用表面輪廓并未對(duì)應(yīng)螺紋21的輪廓的電極12對(duì)工件20進(jìn)行電化學(xué)加工，即可形成螺紋21于工件20的表面，電極12的表面輪廓不需要如同習(xí)用電極需要對(duì)應(yīng)螺紋21的輪廓，如此可以減少電極12的設(shè)計(jì)與加工時(shí)間，而減少電化學(xué)加工前的前置作業(yè)。此外，藉由調(diào)整電化學(xué)加工的加工參數(shù)可以調(diào)整螺紋21的輪廓，例如螺紋角度、螺紋深度或者螺紋間距，例如調(diào)整旋轉(zhuǎn)工件20的轉(zhuǎn)速或者加工電壓強(qiáng)度，可以調(diào)整螺紋21的角度；調(diào)整加工電壓強(qiáng)度或者加工時(shí)間，可以調(diào)整螺紋21的深度。

請(qǐng)一并參閱圖3，其為本發(fā)明的一實(shí)施例的電化學(xué)加工方法的流程圖。如圖所示，步驟S1，提供工件20與電極12，電極12對(duì)應(yīng)于工件20而設(shè)置，電極12的輪廓非對(duì)應(yīng)于螺紋21的輪廓，并且如步驟S3所示，提供電解液11于工件20與電極12間，且電極12與工件20間具有間隔距離。之后，進(jìn)行步驟S5，旋轉(zhuǎn)工件20，以使工件20的周緣電解液流場(chǎng)達(dá)螺旋渦流狀態(tài)；接著，如步驟S7所示，進(jìn)行電化學(xué)加工，形成螺紋21于工件20的表面。由上述說明可知，本發(fā)明的電化學(xué)加工方法驅(qū)使工件20的周緣的電解液流場(chǎng)呈螺旋渦流狀態(tài)，并進(jìn)行電化學(xué)加工，如此可形成螺紋21于工件20的表面。

請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明的第二實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖。如圖所示，本實(shí)施例的電極12為中空筒，于進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，工件20位于電極12內(nèi)，電極12的內(nèi)表面為平面，其余組件與作動(dòng)同于上述實(shí)施例，于此不再贅述。

請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明的第三實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖。如圖所示，當(dāng)工件20進(jìn)行電化學(xué)加工的過程，移行單元18會(huì)上下往復(fù)移動(dòng)旋轉(zhuǎn)單元14，而對(duì)應(yīng)于電極12上下往復(fù)移動(dòng)工件20，而形成錐狀的螺紋22于工件20的表面。

請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明的第四實(shí)施例的電化學(xué)加工裝置的示意圖。如圖所示，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)單元14與工件20水平(橫式)設(shè)置，移行單元18水平移動(dòng)旋轉(zhuǎn)單元14，而水平移動(dòng)工件20，以進(jìn)行電化學(xué)加工。此外，本實(shí)施例更包含一支撐件40，其用于支撐工件20。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，工件20穿過支撐件40而被支撐。另外，本實(shí)施例更包含一電解液傳輸單元42，其傳輸電解液11于電極12與工件20之間。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，電解液傳輸單元42為一噴頭。

本實(shí)施例更可包含一絕緣管44，其對(duì)應(yīng)于工件20的末端并為中空管。當(dāng)工件20進(jìn)行電化學(xué)加工而螺紋21已形成于表面時(shí)，移行單元18朝絕緣管44的方向移動(dòng)旋轉(zhuǎn)單元14而移動(dòng)工件20，使得已形成螺紋21的部分工件20進(jìn)入絕緣管44，而避免接觸電解液11，以避免已形成螺紋21的部分工件20持續(xù)進(jìn)行電化學(xué)加工，即保護(hù)已形成螺紋21。換言之，本發(fā)明的電化學(xué)加工方法更可包含保護(hù)已形成的螺紋21。此外，本實(shí)施例更可包含一支撐件46，其用于支撐絕緣管44。本實(shí)施例的支撐件40與46僅為本發(fā)明的一實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的支撐件40與46僅能于此。

綜合上述，本發(fā)明的電化學(xué)加工裝置與電化學(xué)加工方法使工件的周緣的電解液流場(chǎng)呈螺旋渦流狀態(tài)，如此進(jìn)行電化學(xué)加工時(shí)，運(yùn)用非對(duì)應(yīng)螺紋的輪廓的電極即可形成螺紋于工件的表面。

上文僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。