CN103182572A - 电化学加工用振动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电化学加工用振动装置，包含一振动驱动单元及一比例机构，该振动驱动单元提供具有一振幅的一振动源，该比例机构具有一第一端、一第二端及一支点，该支点是位于该第一端与该第二端之间，该比例机构的该第一端受该振动源驱动，而该第二端产生一振幅以带动一物件作纵向振动，该比例机构的该第二端的该振幅与该振动源的该振幅成一比例。本发明的振动装置的结构简单，所以容易加工制作、模块化及小型化，并可于电化学加工过程中微调整该加工电极与该工件间的一加工间隙，提升加工间隙内电解液的循环及更新速度，以排除电化学加工过程中产生于加工间隙内的电解生成物，进而提升电化学加工的加工精度及表面质量。

Description

电化学加工用振动装置

技术领域

本发明是有关于一种振动装置，特别是指一种电化学加工用振动装置。

背景技术

近年来3C、生医及新兴能源产品的发展趋势除了在功能上多样化提升之外，最为显著特征则是日趋轻薄短小并着重产品精度与质量。因此在产品组件的加工尺寸与质量能力的要求上也相形提高，且所应用材料的特性诸如硬度与延展性等亦渐趋多样化。若单纯以传统机械加工技术进行加工势必将难以因应现今质量、产能与成本上的要求。

目前电化学加工突破传统电化学加工于精度上的限制，成为兼具量产性、低成本与高精度的加工技术，在近年来受到国外广泛的研究与应用，电化学加工可得到优異的加工表面质量，表面粗糙度佳；且因为不具有切削力或切削热作用，因此无残留切削应力、表面细微裂纹与热变质层等缺点；对复杂外型工件亦具有快速、全型一次加工、加工速度不受限于加工件的材料硬度、强度及韧性影响等加工优势。

进行电化学加工时，先将工件电性连接电源的阳极，加工电极电性连接电源的阴极，并使电解液流动于工件及加工电极间，而利用阳极溶解原理，藉由阴极产生阴离子，阴离子与工件反应以移除工件上的余料进而达成电化学加工目的。请参阅图1，是现有电化学加工装置的结构示意图；如图所示，现有电化学加工装置是将加工电极1’装置于主轴2’上，藉由主轴2’向下移动进给，维持加工电极1’与工件3’间的稳定的间隙，达到加工时所需的平衡间隙。当电化学加工装置进行电化学加工时，使间隙存在于加工电极1’与工件3’间，工件3’的材料将因电解作用产生电解生成物，电解生成物存在于间隙间的电解液中，进而加工出相对应于加工电极1’的形状，但因间隙极为狭小，而且外部电解液的循环推动能力不足及电解液的更新速率不佳，即电解液的流动性不佳，导致电解生成物无法实时被排除，因而影响间隙中电解液的特性，间接造成加工电极1’与工件3’间的电解作用不稳定，使得工件3’的加工精度及形状精度不佳，或是有电解生成物附着，同时地，易导致工件3’的表面质量不佳。

针对上述问题，因此业者提供一种可使加工电极振动的振动装置，现有振动装置可微调整间隙，增加电化学加工过程中电解液的更新速率，以排除电化学加工过程中所产生的电解生成物，例如美国专利第7318884号揭露利用偏心轮可使电极产生振动；世界专利第0132343号揭露利用马达驱动曲柄与连杆而带动电极作振动；以及美国专利第4430544号揭露使用偏心轮与弹簧搭配，带动电极作振动。但是，上述现有振动装置的结构复杂，所以振动装置不容易模块化，而且振动装置的体积较大，导致其无法小型化。

为了解决上述的问题，本发明提供一种电化学加工用振动装置，其由一振动驱动单元与一比例机构搭配，而带动加工电极或工件作振动，以微调整加工电极与工件之间的间隙，本发明的振动装置的结构简单，所以振动装置容易加工制作、模块化及小型化。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种电化学加工用振动装置，其结构简单，所以振动装置容易加工制作、模块化及小型化。

本发明的目的，在于提供一种电化学加工用振动装置，其控制精度高，容易于电化学加工过程中对加工电极及工件间之间隙作微调整，提升电化学加工过程中间隙内电解液的循环及更新速率，以排除电化学加工过程中产生于间隙间的电解生成物，进而提升电化学加工的加工精度及表面质量。

本发明的技术方案：一种电化学加工用振动装置，是包含：

一振动驱动单元，提供具有一振幅的一振动源；以及

一比例机构，具有一第一端、一第二端及一支点，该支点是位于该第一端与该第二端之间，该振动驱动单元邻接于该第一端的一侧，该第一端受该振动源驱动，而该第二端产生一振幅以带动一物件作纵向振动，该比例机构的该第二端的该振幅与该振动源的该振幅成一比例。

本发明中，其中该振动驱动单元是一压电组件或一电磁阀。

本发明中，其中该比例机构的该第一端与该支点间的距离是等于该比例机构的该第二端与该支点间的距离。

本发明中，其中该比例机构的该第一端与该支点间的距离是小于该比例机构的该第二端与该支点间的距离，该比例机构的该第一端与该支点间的距离是与该比例机构的该第二端与该支点间的距离成比例。

本发明中，更包含：

一壳体，容置该振动驱动单元与该比例机构，该壳体内更填充一润滑液。

本发明中，更包含：

一移动机构，供该物件设置，并设置于该壳体，该比例机构的该第二端带动该移动机构，而驱使该移动机构带动该物件作纵向振动。

本发明中，其中该壳体更包含一限位部，该限位部更设有一线性轴承或一衬套，该移动机构设置于该线性轴承或该衬套内。

本发明中，其中该比例机构的该第二端更设有一连接件，该移动机构更包含一容置槽，一带动件设置于该容置槽内，该带动件为一圆柱体，并具有一滑槽，该连接件滑设于该滑槽。

本发明中，其中该比例机构的该第二端更设有一连接件，该移动机构更包含一容置槽，一带动件设置于该容置槽内，且该滑槽的侧方向尺寸大于该连接件滑设于该滑槽内的尺寸，以排除该容置槽内的气体。

本发明中，其中该比例机构为一搖杆机构，该物件为一加工电极或一工件。

本发明具有的有益效果：本发明提供一种电化学加工用振动装置，振动装置主要利用振动驱动单元与比例机构带动加工电极或工件作纵向振动，以于电化学加工过程中微调整加工电极与工件间的加工间隙，增加电化学加工过程中电解液的循环及更新速度，以排除电化学加工过程中产生于加工间隙中的电解生成物，进而提升电化学加工的加工精度及表面质量。此外，本发明的振动装置的结构简单，所以本发明的振动装置容易加工制作、模块化及小型化。

附图说明

图1是现有电化学加工装置的结构示意图；

图2是本发明的第一实施例的立体剖面图；

图3是本发明的第一实施例的第一使用状态图；

图4是本发明的第一实施例的第二使用状态图；

图5是本发明的第二实施例的立体剖面图；

图6是本发明的第二实施例的第一使用状态图；以及

图7是本发明的第二实施例的第二使用状态图。

【图号对照说明】

1’加工电极         2’主轴

3’工件             1振动装置

10振动驱动单元      12比例机构

121第一端           122第二端

123支点             124连接件

14壳体              141限位部

142衬套             15带动件

151滑槽             16移动机构

161容置槽           2物件

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

现有振动装置的结构复杂，所以现有振动装置不容易组装，而且现有振动装置的体积较大，导致其无法小型化。基于上述，本发明提供一种电化学加工用振动装置，以克服上述问题。

请参阅图2，其是本发明的第一实施例的立体剖面图；如图所示，本实施例提供一种电化学加工用振动装置1，振动装置1包含一振动驱动单元10及一比例机构12。振动驱动单元10提供具有一振幅的一振动源，振动源驱动比例机构12，使比例机构12运动而产生一振幅以带动物件2(对象)作纵向振动，即比例机构12传导振动源至物件2，以带动物件2的作纵向振动，比例机构12的振幅与振动源的振幅成一比例。本实施例的振动装置1主要于电化学加工过程中带动物件2作纵向振动，此物件2可为一加工电极或一工件，所以本实施例的振动装置1可于电化学加工过程中微调整加工电极及工件间的加工间隙，增加于加工间隙内电解液的循环及更新速率，以排除电化学加工过程中生成于加工间隙内的电解生成物，进而提升电化学加工的加工精度及表面质量。

复参阅图2，本实施例的比例机构12包含一第一端121、一第二端122及一支点123，支点123是位于第一端121与第二端122之间。振动驱动单元10位于第一端121的一侧。于本发明的一实施例中，比例机构12为一搖杆机构。请一并参阅图3及图4，振动装置1未开始作动时是如图3所示，比例机构12的第一端121紧邻振动驱动单元10。当振动驱动单元10提供振动源时，振动源是驱动第一端121向下摆动(如图4所示)，比例机构12即会以支点123为基点进行运动，所以第二端122会相对向上摆动，然后第二端122带动物件2向上作动。之后，当比例机构12的第一端121向上摆动并回复至开始位置时(如图3所示)，第二端122随第一端121的作动而向下摆动，并带动物件2向下运动。然后重复上述作动，即比例机构12的第一端121持续受振动源驱动，而使比例机构12的第二端122作上/下往复摆动，相当于第二端122产生摆动振幅，以带动物件2作纵向振动。

第二端122所产生的摆动振幅与振动驱动单元10所提供的振动源的振幅是成比例，此比例是依据第一端121至支点123的一第一距离与第二端122至支点123的一第二距离的比例而定。举例来说，当第一距离等于第二距离时，第二端122所产生的摆动振幅是与振动源的振幅相同，即第二端122所产生的摆动振幅与振动驱动单元10所提供的振动源的振幅是成等比例；当第一距离小于第二距离时，第二端122所产生的摆动振幅与振动驱动单元10所提供的振动源的振幅呈一放大比例，放大比例是第二距离与第一距离的比例，例如：第二距离与第一距离的比例为5∶1，第二端122所产生的摆动振幅是振动源的振幅的五倍。

此外，上述物件2所产生的纵向振动的振幅为使用者依据使用需求而预先设计，其是依据预定微调整加工电极及工件间的加工间隙的大小而设计。当振动驱动单元10所提供的振动源的振幅小于或大于预先设计的振动振幅时，必须放大或缩小振动源的振幅，以使物件2所产生的振动振幅符合预先设计的振动振幅。放大或缩小振动源的振幅的方式是使比例机构12的第二端122所产生的摆动振幅与振动源的振幅成一比例，此比例是依据预先设计的物件2的振动振幅与振动源的振幅间的比例而定，然后依据此比例调整比例机构12的第一端121至支点123的第一距离与其第二端122至支点123的第二距离的比例，即调整支点123的位置并使第一距离与第二距离的比例符合此比例，如此比例机构12所产生的摆动振幅为依据此比例放大或缩小的振动源的振幅，以带动物件2作纵向振动，且使物件2的振动振幅符合预先设计的振动振幅。例如：振动驱动单元10为压电组件，压电组件所提供的振动源的振幅比较小，所以必须透过比例机构12放大振动源的振幅，以产生符合预先设计的摆动振幅，进而带动物件2作纵向振动，如此物件2的振动振幅即符合预先设计的振动振幅。

当振动驱动单元10所提供的振动源的振幅等于预先设计的振动振幅时，则不需要放大振动源的振幅，比例机构12的第一端121至支点123的第一距离与其第二端122至支点123的第二距离呈等比例，第二端122的摆动振幅与振动源的振幅相等，并带动物件2作纵向振动，物件2的振动振幅与第二端122的摆动振幅相等，如此即与预先设计的振动振幅相等，即透过比例机构12直接传导振动源至物件2，并无须放大或缩小振动源的振幅。例如：振动驱动单元10使用电磁阀，电磁阀所提供的振动源的振幅等于预先设计的振动振幅，所以直接透过比例机构12传递振动源即可，无须利用比例机构12放大及缩小振动源的振幅。

再参阅图2，本实施例的振动装置1更包含一壳体14，壳体14容置振动驱动组件10与比例机构12，比例机构12的支点123枢接于壳体14内，使第一端121与第二端122可作摆动。壳体14是具有一限位部141，物件2设置于限位部141，因物件2被比例机构12带动而产生纵向振动及侧向运动，所以本实施例设置限位部141，以限制物件2仅能作纵向振动。

此外，本实施例的振动装置1更包含一移动机构16，移动机构16是设置于壳体14的限位部141内，物件2是设置于移动机构16的一端，本实施例的移动机构16带动物件2作线性运动。此外，本实施例的限位部141内更设有一衬套142，移动机构16设置于衬套142内，以限制移动机构16的位置，并使移动机构16可顺畅地线性移动于限位部141内。本实施例的衬套142可另用线性轴承替代，于此不再赘述。另外，比例机构12的第二端122更具有一连接件124，移动机构16更包含一容置槽161，其主要将带动件15设置于容置槽161，连接件124是接设于带动件15。

复参阅图3及图4，当比例机构12被振动驱动单元10所提供的振动源驱动时，比例机构12的第一端121向下摆动，并带动第二端122向上摆动，第二端122透过连接件124驱动带动件15向上摆动，以带动设有物件2的移动机构16向上移动。本实施例的带动件15为一圆柱体，并具有一滑槽151，连接件124滑设于滑槽151内，因此连接件124带动为圆柱体的带动件15，使其转动于容置槽161内，以减少移动机构16产生侧向运动，进而使物件2仅作纵向振动。此实施例的带动件15与容置槽161周壁呈弧面接触。另外，滑槽151用于作为一缓冲空间，使连接件124于上下摆动过程中可滑动于滑槽151内。且滑槽151的侧方向尺寸大于连接件124滑设于滑槽151内的尺寸，当连接件124前后滑动于滑槽151时，即连接件124于滑槽151内作活塞运动，如此可排除容置槽161内的气体，使连接件124可顺畅地滑动于滑槽151内。另，上述壳体14内更填充一润滑液，润滑液可润滑比例机构12与移动机构16，使比例机构12顺畅地摆动，其连接件124亦可顺畅地带动带动件15摆动于移动机构16内，并滑动于滑槽151内。

请参阅图5，是本发明的第二实施例的立体剖面图。如图所示，本实施例与上述实施例不同在于，本实施例的比例机构12为L字型，比例机构12的第一端121到其支点123为第一区段，比例机构12的第二端122到其支点123为第二区段，第一区段是垂直于第二区段。振动驱动单元10设置于第二区段上方，并贴附于第一端121的一侧。

请一并参阅图6及图7，当振动驱动单元10提供振动源至第一端121时，第一端121向右摆动，并带动第二端122向上摆动，以带动设有物件2的移动机构16向上运动；当第一端121向左摆动并回复至开始位置时，第一端121带动第二端122向下摆动，以带动设有物件2的移动机构16向下运动，重复上述操作，可使设置于移动机构16的物件2作纵向振动。本实施例揭露使用L字型的比例机构12，如此可缩减振动装置的体积，以达到小型化的目的。

综上所述，本发明提供一种电化学加工用振动装置，振动装置主要利用振动驱动单元与比例机构带动加工电极或工件作纵向振动，以于电化学加工过程中微调整加工电极与工件间的加工间隙，增加电化学加工过程中电解液的循环及更新速度，以排除电化学加工过程中产生于加工间隙中的电解生成物，进而提升电化学加工的加工精度及表面质量。此外，本发明的振动装置的结构简单，所以本发明的振动装置容易加工制作、模块化及小型化。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电化学加工用振动装置，其特征在于，是包含：

一振动驱动单元，提供具有一振幅的一振动源；以及

一比例机构，具有一第一端、一第二端及一支点，该支点是位于该第一端与该第二端之间，该振动驱动单元邻接于该第一端的一侧，该第一端受该振动源驱动，而该第二端产生一振幅以带动一物件作纵向振动，该比例机构的该第二端的该振幅与该振动源的该振幅成一比例。

2.如权利要求1所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该振动驱动单元是一压电组件或一电磁阀。

3.如权利要求1所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该比例机构的该第一端与该支点间的距离是等于该比例机构的该第二端与该支点间的距离。

4.如权利要求1所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该比例机构的该第一端与该支点间的距离是小于该比例机构的该第二端与该支点间的距离，该比例机构的该第一端与该支点间的距离是与该比例机构的该第二端与该支点间的距离成比例。

5.如权利要求1所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，更包含：

一壳体，容置该振动驱动单元与该比例机构，该壳体内更填充一润滑液。

6.如权利要求5所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，更包含：

一移动机构，供该物件设置，并设置于该壳体，该比例机构的该第二端带动该移动机构，而驱使该移动机构带动该物件作纵向振动。

7.如权利要求6所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该壳体更包含一限位部，该限位部更设有一线性轴承或一衬套，该移动机构设置于该线性轴承或该衬套内。

8.如权利要求6所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该比例机构的该第二端更设有一连接件，该移动机构更包含一容置槽，一带动件设置于该容置槽内，该带动件为一圆柱体，并具有一滑槽，该连接件滑设于该滑槽。

9.如权利要求6所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该比例机构的该第二端更设有一连接件，该移动机构更包含一容置槽，一带动件设置于该容置槽内，且该滑槽的侧方向尺寸大于该连接件滑设于该滑槽内的尺寸，以排除该容置槽内的气体。

10.如权利要求1所述的电化学加工用振动装置，其特征在于，该比例机构为一搖杆机构，该物件为一加工电极或一工件。

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