[发明专利]回转体表面凸台结构成形的工具电极及其方法

权利要求书

1.一种回转体表面凸台结构成形的工具电极，其特征在于：

工具电极（1）为圆环形结构，其窗口（2）为不贯穿的凹腔结构，窗口底部为凸面；凹腔结构中的窗口的左右两个窗口侧壁（4）与窗口角度中心线（5）平行；且窗口侧壁（4）与工具电极圆弧面（6）间以窗口外圆角（7）过渡连接；且窗口侧壁（4）与窗口底部凸面（3）以窗口内圆角（8）过渡连接；其中窗口（2）的深度H是指在角度中心线（5）上，工具电极圆弧面（6）的延长线和窗口底部凸面（3）之间的距离，凸面高度h是指在角度中心线（5）上，窗口底部凸面（3）到窗口内圆角（8）公切线之间的距离；

工具电极（1）整体采用导电金属材料，其中窗口侧壁（4）、窗口内圆角（8）处均涂覆有电绝缘材料。

2.利用权利要求1所述的回转体表面凸台结构成形的工具电极的电解加工方法，其特征在于包括以下工程：

A、运动及供液

加工时工件（9）接电源正极，工具电极（1）接电源负极，工件（9）与工具电极（1）以相同的角速度W反方向相对旋转；同时工具电极（1）以恒定的速度V沿工件（9）与工具电极（1）连心线方向进给,进给深度大于目标凸台（10）高度；电解液（11）从工件（9）与工具电极（1）间的加工区域流过；工件（9）表面材料在电解作用下被逐渐去除，在窗口（2）对应区域形成凸台（10）；

B、凸台顶部轮廓精确控制

将凸台（10）的凸台顶部（12）分为三个区域，其中顶部中间称为凸台顶部中间区域（13）,左右两侧分别称为凸台顶部第一区域（14）、凸台顶部第二区域（15）；

当凸台（10）在即将转入窗口（2）时，在工具电极圆弧面（6）的电场作用下，凸台顶部第一区域（14）材料溶解量大于凸台顶部中间区域（13）材料溶解量，凸台顶部第二区域（15）材料溶解量小于凸台顶部中间区域（13）材料溶解量；

当凸台（10）转入窗口（2）内部时，在窗口底部凸面（3）的电场作用下，凸台顶部第一区域（14）、凸台顶部第二区域（15）材料溶解量小于凸台顶部中间区域（13）材料溶解量；

当凸台（10）在即将转出窗口（2）时，在工具电极圆弧面（6）的电场作用下，凸台顶部第一区域（14）材料溶解量小于凸台顶部中间区域（13）材料溶解量，凸台顶部第二区域（15）材料溶解量大于凸台顶部中间区域（13）材料溶解量；

控制工具电极（1）窗口底部凸面（3）高度h，确保凸台（10）在即将转入、转入和转出窗口（2）的过程中，凸台顶部第一区域（14）、凸台顶部第二区域（15）材料溶解量与凸台顶部中间区域（13）材料溶解量均匀，实现凸台顶部（12）轮廓的精确加工；

C、凸台高度精确控制

随着工具电极（1）不断进给，凸台（10）高度不断增加，凸台顶部（12）距离窗口底部凸面（3）越小，在窗口底部凸面（3）的电场作用下，凸台顶部（12）表面材料也不断被溶解；在初始加工间隙的基础上，凸台顶部（12）材料不断进行溶解而加工间隙逐渐达到平衡加工间隙，凸台顶部（12）材料溶解速度也趋于工具电极进给速度，凸台（10）高度不再继续增加而是与窗口（2）深度达到平衡，通过控制工具电极窗口（2）的深度H实现凸台（10）高度的可控；

D、凸台圆角控制

在工具电极（1）上的窗口（2）的窗口外圆角（7）的电场作用下，凸台（10）根部位置加工出凸台根部圆角（16），凸台根部圆角（16）的半径值对应于窗口外圆角（7）的半径值，通过调节窗口外圆角（7）的半径大小实现工件凸台根部圆角（16）的可控加工。