CN106471252B - 用于螺杆泵的转子或定子的电化学加工方法 - Google Patents

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Abstract

ECM方法涉及薄的中空电极组件的使用，所述薄的中空电极组件将电解质携带在工件内且相对于工件前进。电极的小轮廓导致在形成所期望的转子或定子形状时对金属的移除最小。对于给定的功率输入速率，电极轮廓使得功率消耗显著降低或加工速度显著增加。电极可以为整体的环形形状或者可以由彼此相邻地放置以便切割出连续形状的段制成。不是所有的定子或转子的凸叶必须都在同一次通过操作中切割而成。电极段可用于在分开的通过操作中依次提供期望的凸叶数。电极中的凸叶形状可以倾斜以获得期望的转子或定子节距或者它们可以与工件轴线对齐。

Description

用于螺杆泵的转子或定子的电化学加工方法
技术领域
本发明的领域是电化学加工(ECM)，且更具体地是细长部件的电化学加工。细长部件可以是用于转换能量的机器(例如但不限于泵或马达)的部件。这些机器可包括具有复杂形状的细长转子或定子。ECM使得能够制造出满足这些复杂几何形状的精度要求的这类部件。
背景技术
在US 7479214中描述的ECM设备包括具有通道的固定阴极工具，以及用于使棒形工件运动通过阴极工具的通道而同时使工件旋转的驱动机构。在通道的壁与工件之间，电解质通过通道从阴极工具的一端上的歧管流动到另一端处的歧管。同时，在通道的壁与工件之间，在电解质中建立了电流。阴极工具壁的内部形状从圆形入口开口到叶状出口开口逐渐过渡，并且形成在工具的壁中的凸叶被成形为使得它们在工件旋转的方向上扭转，以便在工件中形成螺旋凸叶。
这种设计的问题是高功率消耗，所述高功率消耗与所述过程必须溶解以从初始坯料获得工件的成品形状的金属的量直接相关。通过利用US 7479214的教导，最终形状以外的所有金属必须被溶解。需要溶解这么多金属不仅导致高功率要求，而且影响工件可前进通过电极的速度。
本发明使用与US 7479214所教导的类似的ECM过程，但以多种方式降低了功率要求。实现该结果的主要方式是使用具有比将被从工件切除的部分的最大厚度小得多的厚度的电极。电极可以以各种方式成形，例如包括诸如环形的开放形状或闭合形状。电极可以是中空的或可以至少具有通道，电解质通过电极中的开口通过所述通道而被输送，电极中的开口可以在电极相对于待加工工件运动的方向的前端处。可选地，电解质的出口可以在电极的其他表面上或在其中或在其附近，或者电解质可以通过密封件或其他合适的装置被引导至电极的一部分，用于溶解和移除窄条带金属以切入工件中。电极可以相对于工件旋转或以其他方式运动，以在工件轴向前进时产生期望的切割形状，例如产生期望的节距。电极可以具有可能已经倾向于期望的节距的凸叶形状。通过使用具有凸叶形状的电极，这就是控制轴向速度和旋转速率以在被加工的工件上获得期望的凸叶轮廓的作用。
还涉及ECM的是US 6250340、6413407、7192260、5310468、5244548、5149405和6309195。
发明内容
ECM方法涉及具有相对小的轮廓的电极的使用，其中电解质通过电极的表面中或其附近的开口被输送并且电极相对于工件前进。与将被移除的工件的部分相比相对小的电极的轮廓导致在形成所期望的切割时金属的溶解最小。与现有技术相比，对于给定的功率输入速率，相对小的电极轮廓使得功率消耗显著降低或加工速度显著增加。电极可以是整体闭合的形状或者可以由段制成。电极段可以彼此相邻地放置，使得切割出连续的形状。然而，不是所有的细节都必须在同一次通过操作中切割而成。电极段可用于在分开的通过操作中依次产生所期望的形状细节。电极的各部分可以相对于运动方向倾斜以获得期望的形状，或者它们可以与运动方向平行。这样，可以通过平移运动和旋转运动的组合产生期望的节距。所产生的型材可以具有所有种类的形状。特别地，它们不需要是旋转对称的。
附图说明
图1是制造转子的电极和保持器的前端的透视图；
图2是图1的电极和保持器的后端的透视图；
图3是示出了电解质流动通道的图1的电极和保持器的截面图；
图4是没有保持器的图1的电极；
图5是具有支撑件之一的图1的电极的一部分的详细视图；
图6是用于制造定子的电极的组件的透视图；
图7是其中引导件被从轴内移除的图6的视图；
图8是示出了来自轴的电解质入口的图6的电极的透视图；
图9是示出了被切割的定子的部分剖视图；
图10是示出了进入电极的电解质的图9视图中所示的装置的特写；
图11是示出了产生的定子和从工件切除的多余材料的图9中所示的工件的截面视图。
具体实施方式
在本文的实例和说明中，讨论了与现有技术的电化学加工相比具有降低的功率消耗的部件的电化学加工的设备和方法。这些教导对于细长部件的制造特别有益。细长部件被定义为具有第一尺寸，第一尺寸明显比垂直于第一尺寸的其他两个尺寸长。本专利申请中提供的实例和说明涉及液压马达或渐进式腔泵的转子和定子的制造，所述转子和定子是具有复杂几何形状的细长部件的实例。转子或定子的外部或内部几何形状可以包括对称或不对称扭转的凸叶，这些凸叶为通过常规方法(例如铣削)制造具有所需精度具有挑战性的形状。然而，这些实例并不意味着限制。本领域技术人员将理解的是，本文所公开的教导可以用于制造具有与在此所描述的转子或定子不同用途的其他部件以说明本发明。
参照图1，电极保持器10具有用于未示出的工件进入的圆形入口引导件12，使得当由箭头16(图3)表示的电解质进入入口14(图3)时，保持器10可轴向前进或以其他方式运动。参照图3，电解质路径为从入口14通过支撑件18且进入电极20并且从电极20的前端(如由箭头22表示)出来。当电极的形状被切入工件中以最终切除一个或多个多余部件用于制造诸如转子或定子的细长部件时，密封件24接合未示出的工件。尽管在附图中未示出，但是电极20的各部分可以是电隔离的，以便以保持低功率消耗的方式操纵电场，并且避免不期望的位置处的溶解。ECM的基本方法是众所周知的，但是所提出的方法在生产诸如转子或定子的细长部件方面的差异涉及对于电极20相对薄的轮廓的使用，电极20优选是中空的以处理电解质流动，直到前端出口28(如图5中最佳所见)。对于本专利申请的范围，相对薄的电极20被定义为具有厚度26(图1)的电极20，该厚度26小于将被从工件切除的部分的最大厚度。尽管在附图中未示出，但是在电极与工件之间的相对运动的方向上的电极长度可以在与电极的厚度26相同的范围内。这就电极与工件之间的相对运动期间电极的可操纵性而言可具有显著益处。如在本申请中使用的术语“中空的”包括通过电极的任何类型的通道，所述通道允许不断输送电解质。因此，中空电极包括在电极中的孔、由多孔材料制成的电极、两个电极翼之间的间隙等。在优选实施例中，电极20的横截面具有与将利用电极20产生的表面轮廓类似的形状。在转子或定子的情况下，电极20可以具有多个凸叶30(图2)。凸叶可以被理解为包括沿着工件的圆周的波动半径。连接基本上沿着各个凸叶的半径最大值的线相对于电极形状20的平移运动的轴线偏斜，使得电极20的轴向前进与旋转耦合导致围绕工件的剩余部分产生具有期望节距的连续凸叶。尽管附图示出了这种偏斜的电极，但是电极也可以被设计成使得其不具有任何固有方向。例如，可以在垂直于工件的运动的平面中将电极制成具有基本上圆柱形的横截面或任何其他横截面。由溶解和移除的金属产生的间隙大约与电极20的厚度26一样宽，使得电极20可以相对于工件前进。
虽然电极20可以相对于工件轴向前进和转动，但是应当认识到，工件也可以相对于固定电极20前进和转动以进行所需的切割。还可能的是，任一个转动且另一个前进，并且最终两者可以都前进和转动，只要在两个部件之间产生相对运动和旋转。这些运动中的任一个可以是主动的或被动的。作为一个实例，通过在电极20后面使用后部引导部分，则将由轴向前进引起旋转。可选地，可以以将由旋转运动引起平移运动的方式来使用这种后部引导部分。本领域技术人员将理解的是，存在许多其他可能性以在使用或不使用后部引导部分的情况下产生轴向运动和旋转运动。支撑件18(图3)是中空的，并且由箭头16(图3)表示的流动进入支撑件18中的流入开口34以进入电极20内。一旦通过流入开口34(图4)进入，所述流动接着通过流出开口36(图5)和电极20的主体离开。尽管图4示出了在每个支撑件18(图3)中的流入开口34，但是对于本领域技术人员显而易见的是，不是所有的支撑件18都需要具有流入开口34(图4)。如下面将更全面解释的，电解质被收集并且再循环。如在常规的ECM***中，当施加电流时，随着金属被移除，可存在冷却***和隔离材料以分离阳极和阴极。这样的电极可以通过各种方法制造，包括但不限于3D打印，例如附加制造、选择性激光熔化或直接激光金属烧结。
虽然电极20的闭合形状特别优选地用于转子或定子的制造，但是使用包括一个或多个分立的电极段(未示出)的电极可能是有利的。电极段仅覆盖工件的圆周的一部分。电极段中的至少一个是中空的或者以类似于整体电极的方式允许电解质流动。电极段可以彼此相邻。然而，仅使用一个电极段或使用不相邻的多于一个的电极段来产生期望的切割可能是有用的。
无论使用电极的哪种构造，工件的整个长度不必在单次通过操作中形成。例如，可以中断加工以允许其他过程，例如物理地移除可能已经从工件上切割松动的多余材料、交换电极、修改电极或电极段的位置(例如旋转)、以其他方式加工工件，或者执行进一步的处理步骤。如果需要，可以移除多余的材料并重新开始加工过程。电化学加工过程可以与其他加工过程(例如铣削过程)组合以达到工件的期望形状。
无论使用闭合形状的电极还是使用一个或多个电极段，并且无论电化学加工是在一次还是多于一次的通过操作中完成，所产生的最终切割可以覆盖工件的整个圆周或者可以仅覆盖工件圆周的一部分。例如，通过相邻的电极段，可以在一次或多次通过操作中产生与闭合形状结构类似的结构。相邻段的这种结构可以用于加工工件的整个圆周。可选地，通过使用多于一个的不相邻的电极段，如果电极段沿着工件与电极之间的相对运动的轴线彼此具有一定距离，则可以甚至在单次通过操作中覆盖工件的整个圆周。本领域技术人员将理解的是，闭合电极与电极段、相邻电极与不相邻电极，以及单次通过操作与多次通过操作的所有其他组合都可以产生覆盖工件的整个圆周或仅覆盖工件的圆周的一部分的任一种切割。
图6-图10示出了可以如何通过切除内部多余部件产生内部轮廓。切割平面可以具有各种均匀的不规则形状。在图6-图10的实例中，示出了通过沿着波浪线54(图11)切除内部多余件52(图11)来制造定子50(图9，图11)。对于定子制造，支撑件56(图7)在电极58的内侧，并且由箭头60(图10)表示的电解质流在流向支撑件56的途中穿过轴(参见图7)。如前所述，电解质流60(图10)穿过电极58(图7)的中空通道63(图10)，并且围绕电极58的内侧或外侧(如由箭头64(图10)和66(图10)表示)流出并返回。由箭头60(图10)表示的电解质流进入支撑件56(图7)中的开口78(图8)。尽管图8示出了每个支撑件56中的开口78，但是对于本领域技术人员显而易见的是，不是所有的支撑件56都需要具有开口78。支撑件56(图7)被固定到轴(见图7)，该轴为用于电解质输送的中空轴。该轴将用于支撑电极58(图7)并将力或运动传递到电极58以产生电极58和工件的相对运动。该轴还可以容纳为电极供电的设备(例如电线或电子部件——未示出)。当形成诸如定子的内部轮廓时，可以将内部引导件82(图6)放置在管状工件的内侧。引导件在尺寸上接近定子工件的内径，以引导工件和电极的相对运动。附加地或可选地，所述轴可以引导工件和电极的相对运动。轴和内部引导件82(图6)可以用盖84(图6)隔离，以将绝缘件内部的金属部件与工件和内部多余件52(图11)进行电隔离，所述内部多余件52(图11)从工件移除，留下的将是定子50(图11)。与转子的生产一样，当制造定子时，电极58(图7)如由箭头86(图9)所示轴向前进，并如箭头88(图9)所示旋转。除此之外，以上关于制造定子描述的变型可适用于相应转子的制造。
用于转子和定子的凸叶不必具有特定形状，而是可以具有带所有种类的变型的各种形状。此外，可以连续使用多于一个的电极。此外，虽然在附图中示出了用于制造转子或定子的电极中的凸叶各自由单个支撑件18(图3)或56(图7)支撑，但是支撑件的数量可以低于或高于凸叶的数量。
本领域技术人员将理解的是，因为当通过使用窄电极制造转子或定子时仅移除了一窄条金属，所以可以实现功率消耗的显著降低。电解质可以通过电极中的前部开口或具有密封件的内侧或外侧开口接触工件，以将所述流重新引导到前进电极的前端。电极可以是整体的或单件式的，或者它可以由邻接或不邻接的段制成。在任一情况下，定子或转子的所有凸叶将在一次通过操作中制成。可选地，一些段可以用于电极，在这种情况下，将在单次通过操作中制成比所有凸叶更少的凸叶。在产生成品长度之前可以中断所述通过操作，并且可以移除多余的切除材料。在这种移除之后，切割可以继续以完成所需的长度。工件的整个长度无需被切割，而是可以留下例如用于进一步安装的部分，例如安装一个或多个轴承，或者如果期望工件的附加长度用于工件的加工，则工件的整个长度无需被切割。
当制造定子时，电极切穿工件，在工件的内部留下一个或多个多余部件。另一方面，当制造转子时，电极切穿工件，留下外部多余部件。实现功率节省，因为多余部件是利用工件的薄切割而不是使用ECM来完全溶解来自工件的多余部分产生的，并且仅留下了成品转子或定子。功率节省是由于取消了整个多余部分的加工，并且在电极相对于工件的相对运动期间由电极进行的薄切割替代了这种加工。切割高度刚好略大于电极高度，以允许电极随着转子或定子的形状的切割而前进，同时留下要被丢弃的多余部件。
以上描述是优选实施例的说明，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的情况下进行许多修改，本发明的范围将由下面的权利要求的文字上的等效范围确定。

Claims (38)

1.一种电化学加工方法，包括：
将电解质输送至电极并将功率输送至所述电极，其中，所述电极具有连续延伸的闭合形状，并且限定一穿过所述电极的开口并且还包括至少一个凸叶；
在工件与所述电极之间形成相对运动，以使得所述电极切入所述工件中以形成切割区域，其中，所述相对运动为平移运动及旋转运动的组合，所述切割区域将所述工件分成至少一个多余部件和被加工的工件，所述被加工的工件上形成具有期望节距的至少一个连续的凸叶。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：
使所述被加工的工件为用于渐进式腔泵或泥浆马达的转子或定子。
3.根据权利要求1所述的方法，包括：
提供通过所述电极的至少一个电解质通道。
4.根据权利要求3所述的方法，包括：
使所述电极为中空。
5.根据权利要求3所述的方法，包括：
由两个或多个段制成所述电极。
6.根据权利要求1所述的方法，包括：
对所述工件与所述电极之间的相对运动进行多次通过操作。
7.根据权利要求3所述的方法，包括：
对所述工件与所述电极之间的相对运动进行多次通过操作。
8.根据权利要求1所述的方法，包括：
使电极或电极段成形以产生被构造成在所述工件中加工凸叶的电极或电极段；
产生定子或转子凸叶。
9.根据权利要求8所述的方法，包括：
将所述电极上沿着各个凸叶连接最大半径的线定向成相对于所述相对运动的轴线平行或偏斜。
10.根据权利要求1所述的方法，包括：
提供延伸到所述电极中或从所述电极延伸出来的一个或多个中空支撑件；
将电解质通过所述支撑件引导至所述电极或所述电极附近。
11.根据权利要求10所述的方法，包括：
使所述电极为中空。
12.根据权利要求2所述的方法，包括：
利用所述电极形成旋转对称的转子或定子。
13.根据权利要求5所述的方法，包括：
使所述段中的至少一个为中空；
使所述段邻接以形成分段的电极。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：
将电解质通过从轴延伸的中空支撑件供应至所述电极。
15.根据权利要求14所述的方法，包括：
在尚未被加工的工件的一部分与所述轴或所述支撑件保持器之间进行密封以容纳所述电解质用以再循环。
16.根据权利要求1所述的方法，包括：
在完成期望的切割之前移除多余材料。
17.根据权利要求1所述的方法，包括：
使所述电极预成形以产生期望形状的所述切割区域。
18.根据权利要求3所述的方法，包括：
使所述电极预成形以产生期望形状的所述切割区域。
19.根据权利要求4所述的方法，包括：
使所述电极预成形以产生期望形状的所述切割区域。
20.根据权利要求4所述的方法，包括：
由两个或多个段制成所述电极。
21.根据权利要求4所述的方法，包括：
对所述工件与所述电极之间的相对运动进行多次通过操作以获得所述切割区域。
22.根据权利要求5所述的方法，包括：
对所述工件与所述电极之间的相对运动进行多次通过操作以获得所述切割区域。
23.一种电化学加工设备，包括：
被构造成彼此相对运动的工件和至少一个电极，所述电极具有连续延伸的闭合形状，并且限定一穿过所述电极的开口并且还包括至少一个凸叶，所述相对运动为平移运动及旋转运动的组合；
用于所述电极的电力***；
将电解质输送至所述电极的电解质输送***；
其中所述电极与所述工件相比较薄，使得当所述电解质输送***输送电解质且在工件与所述电极之间相对运动时所述电极切入所述工件中而在所述工件中形成切割区域；其中，所述切割区域将所述工件形成至少一个多余部件和被加工的工件，所述被加工的工件上形成具有期望节距的至少一个连续凸叶。
24.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述电极相对于固定工件运动或工件相对于固定的所述电极运动。
25.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述被加工的工件包括用于渐进式腔泵或泥浆马达的转子或定子。
26.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述电极具有通过其中的电解质通道。
27.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述电极包括多个段。
28.根据权利要求23所述的设备，其中：
所述电极在所述相对运动方向上的长度与所述电极的所述厚度的数量级相同。
29.根据权利要求25所述的设备，其中：
所述凸叶包括连接所述电极上的所述凸叶的半径最大值的线，
所述线被定向成相对于所述平移运动的轴线平行或偏斜。
30.根据权利要求23所述的设备，进一步包括：
支撑所述电极的多个中空支撑件；
所述电解质通过所述支撑件被输送至所述电极附近并且进入所述电极的内部，到达至少一个电极出口。
31.根据权利要求30所述的设备，其中：
所述至少一个电极出口位于所述电极的前端附近，所述电极的前端由所述电极相对于所述工件的运动方向限定。
32.根据权利要求30所述的设备，其中：
所述电极是中空的。
33.根据权利要求31所述的设备，其中：
所述至少一个电极出口包括位于所述前端或所述电极的内表面或外表面上的多个出口。
34.根据权利要求26所述的设备，其中：
所述电解质沿着所述电极的内表面和外表面在与所述电解质运动到所述工件中相反的方向上流动。
35.根据权利要求25所述的设备，其中：
所述电极形成不对称转子或定子。
36.根据权利要求27所述的设备，其中：
所述段是中空的并且邻接以形成中空环形电极。
37.根据权利要求27所述的设备，其中：
所述段包括从位于环内的轴延伸的中空支撑件或者围绕所述环的支撑件保持器。
38.根据权利要求37所述的设备，进一步包括：
在尚未被加工的工件的一部分与所述轴或所述支撑件保持器之间以容纳所述电解质用以再循环的密封件。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2967606C (en) 2017-05-18 2023-05-09 Peter Neufeld Seal housing and related apparatuses and methods of use
RU2709881C1 (ru) * 2019-03-06 2019-12-23 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки
GB202106010D0 (en) * 2021-04-27 2021-06-09 Cummins Ltd Electrode assembly and method
GB202206140D0 (en) * 2022-04-27 2022-06-08 Cummins Ltd Electrochemical machining developments

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2739935A (en) * 1952-09-30 1956-03-27 George L Kehl Electrolytic cutting of metals
CN101052751A (zh) * 2004-09-17 2007-10-10 美蓓亚株式会社 电化学加工工具和使用该电化学加工工具加工产品的方法
US7479214B2 (en) * 2003-10-09 2009-01-20 Lehr Precision, Inc. ECM trepan of bars
CN103781581A (zh) * 2011-11-29 2014-05-07 三菱重工业株式会社 电解加工工具及电解加工***

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB934557A (en) * 1961-06-16 1963-08-21 Gen Electric Improvements in electrolytic conduction method and apparatus for controlled material removal
US3372099A (en) * 1963-05-01 1968-03-05 John E. Clifford Electrochemical machining using a multisegmented electrode with individual current control for each segment
US3786223A (en) 1965-10-24 1974-01-15 T Oconnor Ram for a reciprocally movable edm electrode
DE1565097B1 (de) 1965-11-16 1972-05-04 Siemens Ag Elektrode zur elektrochemischen herstellung von zapfen- bzw. stegfreien einsenkungen in metallischen werkstuecken
US3769184A (en) 1972-05-23 1973-10-30 Du Pont Acid zinc electroplating
US4052284A (en) 1976-04-30 1977-10-04 Trw Inc. Apparatus for electrochemically forming a plurality of articles
US4686020A (en) 1985-11-27 1987-08-11 Ex-Cell-O Corporation Method of electrochemical machining bladed rotors
US6183226B1 (en) 1986-04-24 2001-02-06 Steven M. Wood Progressive cavity motors using composite materials
US5064521A (en) 1988-10-25 1991-11-12 Belorussky Politekhnichesky Institut Apparatus for electrochemical machining
DE4132330A1 (de) 1990-11-23 1992-05-27 Lacks Ind Inc Verfahren zum elektroplattieren hochschlagfester kunststoffe
US5171138A (en) 1990-12-20 1992-12-15 Drilex Systems, Inc. Composite stator construction for downhole drilling motors
GB2254279B (en) 1991-02-07 1994-08-17 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to electrochemical machining
US5149405A (en) 1991-05-28 1992-09-22 Lehr Precision Inc. Four-axis ECM machine and method of operation
US5244548A (en) 1992-05-06 1993-09-14 Lehr Precision Inc. Multi-cathode ECM apparatus, method, and product therefrom
RU2058863C1 (ru) * 1992-08-13 1996-04-27 Акционерное общество "Рыбинское конструкторское бюро моторостроения" Способ круговой электрохимической обработки лопаток гтд
US5310468A (en) 1992-11-02 1994-05-10 Lehr Precision Inc. ECM slave assembly
US5320505A (en) 1993-03-04 1994-06-14 Tecumseh Products Company Electrochemical machining of scroll wraps
US5759019A (en) 1994-02-14 1998-06-02 Steven M. Wood Progressive cavity pumps using composite materials
GB2300584B (en) 1995-05-11 1998-09-02 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to electrochemical machining of aerofoil blades
US5614108A (en) * 1995-12-07 1997-03-25 Ford Motor Company Method and apparatus for fast hole electrical discharge machining
DE69909403T2 (de) 1998-04-06 2004-05-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Verfahren und vorrichtung zum elektrochemischen bearbeiten von werkstücken
KR20010013485A (ko) 1998-04-06 2001-02-26 요트.게.아. 롤페즈 전기화학적인 기계가공 방법 및 장치
US6267869B1 (en) 1998-06-04 2001-07-31 Seagate Technology Llc Electrode design for electrochemical machining of grooves
US6309195B1 (en) 1998-06-05 2001-10-30 Halliburton Energy Services, Inc. Internally profiled stator tube
EP0978577B1 (de) 1998-08-07 2003-12-17 Fritz-Herbert Frembgen Verfahren und Vorrichtung zum elektrochemischen Bearbeiten von Werkstücken
GB2340911B (en) 1998-08-20 2000-11-15 Doncasters Plc Alloy pipes and methods of making same
US6251257B1 (en) 1999-01-29 2001-06-26 Seagate Technology Llc Apparatus and method for electrochemically etching grooves in an outer surface of a shaft
FR2794498B1 (fr) 1999-06-07 2001-06-29 Inst Francais Du Petrole Pompe a cavites progressantes a stator composite et son procede de fabrication
US6464855B1 (en) 2000-10-04 2002-10-15 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for electrochemical planarization of a workpiece
US6413407B1 (en) 2000-11-27 2002-07-02 Lehr Precision, Inc. Fluted electrochemical machining
WO2002050880A1 (fr) 2000-12-20 2002-06-27 Sony Corporation Procede de cristallisation en phase vapeur, procede de production de semiconducteur, et procede de production pour dispositif a semiconducteur
US7192260B2 (en) 2003-10-09 2007-03-20 Lehr Precision, Inc. Progressive cavity pump/motor stator, and apparatus and method to manufacture same by electrochemical machining
JP2006110712A (ja) 2004-09-17 2006-04-27 Minebea Co Ltd 電解加工冶具、それを用いた電解加工方法及びその用途
DE102004058445A1 (de) * 2004-12-03 2006-06-14 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern
US8057645B2 (en) * 2007-07-06 2011-11-15 Turbocam, Inc. System and method for providing electrochemical machining of a device
DE102007060070A1 (de) 2007-12-13 2009-06-18 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum Abtragen von Material von einem Bauteil und Elektrode
DE102009000073A1 (de) 2009-01-08 2010-07-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Substraten
US8535491B2 (en) 2009-09-18 2013-09-17 General Electric Company Electrochemical machining assembly with curved electrode
US8777598B2 (en) 2009-11-13 2014-07-15 Schlumberger Technology Corporation Stators for downwhole motors, methods for fabricating the same, and downhole motors incorporating the same
US9393648B2 (en) * 2010-03-30 2016-07-19 Smith International Inc. Undercut stator for a positive displacment motor
US8663450B1 (en) * 2010-11-19 2014-03-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Guide bore electrical machining methods
DE102011107577B4 (de) 2011-07-11 2019-11-21 Meotec GmbH & Co. KG Implantat, Bauteilset, Verfahren zur Herstellung eines Implantats und/oder eines Bauteilsets und Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zur Herstellung eines Implantats und/oder eines Bauteils
RU2514236C1 (ru) * 2012-10-16 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ электрохимической обработки лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления
JP5955207B2 (ja) * 2012-12-12 2016-07-20 三菱重工業株式会社 電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法
FR3006925B1 (fr) * 2013-06-17 2016-01-15 Snecma Procede de realisation d'alveoles d'un disque de turbomachine
CN105614108A (zh) * 2016-01-26 2016-06-01 卞佳林 一种生猪饲料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2739935A (en) * 1952-09-30 1956-03-27 George L Kehl Electrolytic cutting of metals
US7479214B2 (en) * 2003-10-09 2009-01-20 Lehr Precision, Inc. ECM trepan of bars
CN101052751A (zh) * 2004-09-17 2007-10-10 美蓓亚株式会社 电化学加工工具和使用该电化学加工工具加工产品的方法
CN103781581A (zh) * 2011-11-29 2014-05-07 三菱重工业株式会社 电解加工工具及电解加工***

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Egashira et al. EDM of Reverse-Tapered Microholes (Electrical machining)
Kumar et al. Review of micro electro discharge machining process: parameters and feature perspective

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