[发明专利]电解加工的方法和系统

说明书

本发明要求申请日为2005年2月24日的第60/655,846号美国临时专利申请的优先权。

发明领域

本发明一般涉及一种塑造并形成金属工件的电解加工系统。

背景技术

现有的各种电解加工的方法和系统已为人们所熟知。美国专利第3,424,501号(501号专利)揭露了一种多工位电解加工系统实例。

501号专利中揭露的多工位电解加工系统加工连续带式剃刀片材料。该剃刀片材料经加工室传送。该加工室包括浸入电解液中的一系列电极。这些电极由绝缘隔离片彼此隔离。经加工室传送剃刀片材料时，该剃刀片材料从每一电极附近经过。一电流流经这些电极、电解液以及剃刀片材料，从而将剃刀片材料某一区域的部分剃刀片材料侵蚀掉。

虽然501号专利可提供一种加工剃刀片材料的某一区域以制造剃刀片的有效系统，但仍有机会提供一种用于加工具有各种复杂加工要求的工件的电解加工方法和系统。

发明内容

根据本发明的一种加工工件的方法，包括提供用于对所述工件执行连续的电解加工操作的电解加工工具，该电解加工工具具有多个分散的工位，每一工位设有一给定形状和尺寸的专用电极装置，各工位所设的专用电极装置具有不同的给定形状和尺寸。将所述工件引入所述多个工位中的第一工位，并使该工件相对该第一工位的电极保持在一固定关系中，从而在该工件和所述电极之间建立起始间隙，该起始间隙在所述电解加工操作期间加宽，而所述工件或电极均不发生物理移动。监控所述间隙的加宽直到该间隙达到预定增加的间隙状态，而后停止所述第一工位处对所述工件的加工操作。然后，将所述工件传送至至少一个第二连续ECM工位，在该至少一个第二连续ECM工位，重复上述处理过程，直到获得最终工件尺寸和形状。

本发明进一步提供一种ECM工具。该ECM工具包括多个分散的ECM工位，每一ECM工位设有一给定结构的专用电极加工工具，各工位所设的专用电极加工工具具有不同的给定结构且在其工位的加工操作期间保持在固定位置。该ECM工具提供一装置，该装置用于支撑工件，使其在各工位相对所述固定电极的固定位置处被加工，以在所述工件和电极之间建立起始间隙，该起始间隙在各工位的加工过程中加宽。

本发明具有能够以逐步生效的方式在一工件上电解加工出复杂形状的优点。

本发明进一步具有采用固定ECM装置和多个ECM工位执行ECM过程的优点，使得一定量的工件加工发生在一个具有固定ECM装置的工位，而后该工件被传送至随后的一个或多个ECM工位，在该工位进一步相对固定ECM装置进行加工。通过这种方式，该过程避免了对可移动装置的需要，减少了工件在任一个工位花费的时间；又因为在任一个工位仅进行部分加工，且该部分加工被控制以最佳效率完成，故可使通过这些工位循环处理的工件的数量达到最大，从而使生产效率最高化。通过控制在任一工位相对固定ECM装置对一工件进行加工的加工量，可以最小化该工件的整个加工表面在第一工位等候对工件的其他区域进行加工所需的时间。与之替换的是，一旦在第一工位完成所期望的最佳加工量，工件即被传送至至少一个第二工位以对其其他区域进行加工；如果需要，而后再从该工位传送至随后的一个或多个工位，以对该工件的更多区域进行附加加工。

本发明还提供一种用于加工工件的ECM系统。该ECM系统包括第一ECM工位，该第一ECM工位设有第一固定电极和电解液，以在所述工件和该第一固定电极之间形成电解液第一间隙，该第一ECM工位用于通过使电流流经所述第一固定电极、所述电解液第一间隙和所述工件，冲刷所述工件第一区域上的材料。该ECM系统还包括第二ECM工位，该第二ECM工位设有第二固定电极和所述电解液，以在所述工件和该第二固定电极之间形成电解液第二间隙，该第二ECM工位用于通过使所述电流流经所述第二固定电极、所述电解液第二间隙和所述工件，冲刷所述工件第二区域上的材料。本发明进一步包括工件处理系统，用以将所述工件从所述第一加工工位移动至所述第二加工工位。

本发明的ECM系统和方法与现有技术相比，可以对工件进行更复杂的电解加工。工件的几部分可通过加工制成多个精加工零部件，例如，但不限于，多个活塞，多个连杆和多个凸轮轴。

附图说明

为便于理解本发明的特征及优点，以下结合附图对本发明进行详细描述，

其中：

图1是电解加工(electrochemical machining，简称ECM)系统的立体图；

图2A是工件加工之前第一ECM工位的剖视图；

图2B是工件加工之后第一ECM工位的剖视图；