專利名稱：電化學(xué)加工用振動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種振動裝置，特別是指一種電化學(xué)加工用振動裝置。
背景技術(shù)：
近年來3C、生醫(yī)及新興能源產(chǎn)品的發(fā)展趨勢除了在功能上多樣化提升之外，最為顯著特征則是日趨輕薄短小并著重產(chǎn)品精度與質(zhì)量。因此在產(chǎn)品組件的加工尺寸與質(zhì)量能力的要求上也相形提高，且所應(yīng)用材料的特性諸如硬度與延展性等亦漸趨多樣化。若單純以傳統(tǒng)機械加工技術(shù)進行加工勢必將難以因應(yīng)現(xiàn)今質(zhì)量、產(chǎn)能與成本上的要求。目前電化學(xué)加工突破傳統(tǒng)電化學(xué)加工于精度上的限制，成為兼具量產(chǎn)性、低成本與高精度的加工技術(shù) ，在近年來受到國外廣泛的研究與應(yīng)用，電化學(xué)加工可得到優(yōu)異的加工表面質(zhì)量，表面粗糙度佳；且因為不具有切削力或切削熱作用，因此無殘留切削應(yīng)力、表面細微裂紋與熱變質(zhì)層等缺點；對復(fù)雜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、強度及韌性影響等加工優(yōu)勢。進行電化學(xué)加工時，先將工件電性連接電源的陽極，加工電極電性連接電源的陰極，并使電解液流動于工件及加工電極間，而利用陽極溶解原理，藉由陰極產(chǎn)生陰離子，陰離子與工件反應(yīng)以移除工件上的余料進而達成電化學(xué)加工目的。請參閱圖1，是現(xiàn)有電化學(xué)加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，現(xiàn)有電化學(xué)加工裝置是將加工電極I’裝置于主軸2’上，藉由主軸2’向下移動進給，維持加工電極I’與工件3’間的穩(wěn)定的間隙，達到加工時所需的平衡間隙。當(dāng)電化學(xué)加工裝置進行電化學(xué)加工時，使間隙存在于加工電極I’與工件3’間，工件3’的材料將因電解作用產(chǎn)生電解生成物，電解生成物存在于間隙間的電解液中，進而加工出相對應(yīng)于加工電極I’的形狀，但因間隙極為狹小，而且外部電解液的循環(huán)推動能力不足及電解液的更新速率不佳，即電解液的流動性不佳，導(dǎo)致電解生成物無法實時被排除，因而影響間隙中電解液的特性，間接造成加工電極I’與工件3’間的電解作用不穩(wěn)定，使得工件3’的加工精度及形狀精度不佳，或是有電解生成物附著，同時地，易導(dǎo)致工件3’的表面質(zhì)量不佳。針對上述問題，因此業(yè)者提供一種可使加工電極振動的振動裝置，現(xiàn)有振動裝置可微調(diào)整間隙，增加電化學(xué)加工過程中電解液的更新速率，以排除電化學(xué)加工過程中所產(chǎn)生的電解生成物，例如美國專利第7318884號揭露利用偏心輪可使電極產(chǎn)生振動；世界專利第0132343號揭露利用馬達驅(qū)動曲柄與連桿而帶動電極作振動；以及美國專利第4430544號揭露使用偏心輪與彈簧搭配，帶動電極作振動。但是，上述現(xiàn)有振動裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以振動裝置不容易模塊化，而且振動裝置的體積較大，導(dǎo)致其無法小型化。為了解決上述的問題，本發(fā)明提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，其由一振動驅(qū)動單元與一比例機構(gòu)搭配，而帶動加工電極或工件作振動，以微調(diào)整加工電極與工件之間的間隙，本發(fā)明的振動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，所以振動裝置容易加工制作、模塊化及小型化
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，所以振動裝置容易加工制作、模塊化及小型化。本發(fā)明的目的，在于提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，其控制精度高，容易于電化學(xué)加工過程中對加工電極及工件間之間隙作微調(diào)整，提升電化學(xué)加工過程中間隙內(nèi)電解液的循環(huán)及更新速率，以排除電化學(xué)加工過程中產(chǎn)生于間隙間的電解生成物，進而提升電化學(xué)加工的加工精度及表面質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案:一種電化學(xué)加工用振動裝置，是包含:一振動驅(qū)動單元，提供具有一振幅的一振動源；以及—比例機構(gòu)，具有一第一端、一第二端及一支點，該支點是位于該第一端與該第二端之間，該振動驅(qū)動單元鄰接于該第一端的一側(cè)，該第一端受該振動源驅(qū)動，而該第二端產(chǎn)生一振幅以帶動一物件作縱向振動，該比例機構(gòu)的該第二端的該振幅與該振動源的該振幅成一比例。本發(fā)明中，其中該振動驅(qū)動單元是一壓電組件或一電磁閥。本發(fā)明中，其中該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是等于該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離。本發(fā)明中，其中該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是小于該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離，該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是與該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離成比例。本發(fā)明中，更包含:一殼體，容置該振動驅(qū)動單元與該比例機構(gòu)，該殼體內(nèi)更填充一潤滑液。本發(fā)明中，更包含:一移動機構(gòu)，供該物件設(shè)置，并設(shè)置于該殼體，該比例機構(gòu)的該第二端帶動該移動機構(gòu)，而驅(qū)使該移動機構(gòu)帶動該物件作縱向振動。本發(fā)明中，其中該殼體更包含一限位部，該限位部更設(shè)有一線性軸承或一襯套，該移動機構(gòu)設(shè)置于該線性軸承或該襯套內(nèi)。本發(fā)明中，其中該比例機構(gòu)的該第二端更設(shè)有一連接件，該移動機構(gòu)更包含一容置槽，一帶動件設(shè)置于該容置槽內(nèi)，該帶動件為一圓柱體，并具有一滑槽，該連接件滑設(shè)于該滑槽。 本發(fā)明中，其中該比例機構(gòu)的該第二端更設(shè)有一連接件，該移動機構(gòu)更包含一容置槽，一帶動件設(shè)置于該容置槽內(nèi)，且該滑槽的側(cè)方向尺寸大于該連接件滑設(shè)于該滑槽內(nèi)的尺寸，以排除該容置槽內(nèi)的氣體。本發(fā)明中，其中該比例機構(gòu)為一搖桿機構(gòu)，該物件為一加工電極或一工件。本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，振動裝置主要利用振動驅(qū)動單元與比例機構(gòu)帶動加工電極或工件作縱向振動，以于電化學(xué)加工過程中微調(diào)整加工電極與工件間的加工間隙，增加電化學(xué)加工過程中電解液的循環(huán)及更新速度，以排除電化學(xué)加工過程中產(chǎn)生于加工間隙中的電解生成物，進而提升電化學(xué)加工的加工精度及表面質(zhì)量。此外，本發(fā)明的振動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，所以本發(fā)明的振動裝置容易加工制作、模塊化及小型化。


圖1是現(xiàn)有電化學(xué)加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的第一實施例的立體剖面圖；圖3是本發(fā)明的第一實施例的第一使用狀態(tài)圖；圖4是本發(fā)明的第一實施例的第二使用狀態(tài)圖；圖5是本發(fā)明的第二實施例的立體剖面圖；圖6是本發(fā)明的第二實施例的第一使用狀態(tài)圖；以及圖7是本發(fā)明的第二實施例的第二使用狀態(tài)圖。圖號對照說明I’加工電極2’主軸3’工件I振動裝置10振動驅(qū)動單元12比例機構(gòu)

121 第一端122 第二端123支點124連接件14殼體141限位部142襯套15帶動件151滑槽16移動機構(gòu)161容置槽2物件
具體實施例方式為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:現(xiàn)有振動裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以現(xiàn)有振動裝置不容易組裝，而且現(xiàn)有振動裝置的體積較大，導(dǎo)致其無法小型化?；谏鲜觯景l(fā)明提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，以克服上述問題。請參閱圖2，其是本發(fā)明的第一實施例的立體剖面圖；如圖所示，本實施例提供一種電化學(xué)加工用振動裝置1，振動裝置I包含一振動驅(qū)動單元10及一比例機構(gòu)12。振動驅(qū)動單元10提供具有一振幅的一振動源，振動源驅(qū)動比例機構(gòu)12，使比例機構(gòu)12運動而產(chǎn)生一振幅以帶動物件2 (對象)作縱向振動，即比例機構(gòu)12傳導(dǎo)振動源至物件2，以帶動物件2的作縱向振動，比例機構(gòu)12的振幅與振動源的振幅成一比例。本實施例的振動裝置I主要于電化學(xué)加工過程中帶動物件2作縱向振動，此物件2可為一加工電極或一工件，所以本實施例的振動裝置I可于電化學(xué)加工過程中微調(diào)整加工電極及工件間的加工間隙，增加于加工間隙內(nèi)電解液的循環(huán)及更新速率，以排除電化學(xué)加工過程中生成于加工間隙內(nèi)的電解生成物，進而提升電化學(xué)加工的加工精度及表面質(zhì)量。復(fù)參閱圖2，本實施例的比例機構(gòu)12包含一第一端121、一第二端122及一支點123，支點123是位于第一端121與第二端122之間。振動驅(qū)動單元10位于第一端121的一偵U。于本發(fā)明的一實施例中，比例機構(gòu)12為一搖桿機構(gòu)。請一并參閱圖3及圖4，振動裝置I未開始作動時是如圖3所示，比例機構(gòu)12的第一端121緊鄰振動驅(qū)動單元10。當(dāng)振動驅(qū)動單元10提供振動源時,振動源是驅(qū)動第一端121向下擺動(如圖4所示)，比例機構(gòu)12即會以支點123為基點進行運動，所以第二端122會相對向上擺動，然后第二端122帶動物件2向上作動。之后，當(dāng)比例機構(gòu)12的第一端121向上擺動并回復(fù)至開始位置時(如圖3所示)，第二端122隨第一端121的作動而向下擺動，并帶動物件2向下運動。然后重復(fù)上述作動，即比例機構(gòu)12的第一端121持續(xù)受振動源驅(qū)動，而使比例機構(gòu)12的第二端122作上/下往復(fù)擺動，相當(dāng)于第二端122產(chǎn)生擺動振幅，以帶動物件2作縱向振動。第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅與振動驅(qū)動單元10所提供的振動源的振幅是成比例，此比例是依據(jù)第一端121至支點123的一第一距離與第二端122至支點123的一第二距離的比例而定。舉例來說，當(dāng)?shù)谝痪嚯x等于第二距離時，第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅是與振動源的振幅相同，即第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅與振動驅(qū)動單元10所提供的振動源的振幅是成等比例；當(dāng)?shù)谝痪嚯x小于第二距離時，第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅與振動驅(qū)動單元10所提供的振動源的振幅呈一放大比例，放大比例是第二距離與第一距離的比例，例如:第二距離與第一距離的比例為5: 1，第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅是振動源的振幅的五倍。此外，上述物件2所產(chǎn)生的縱向振動的振幅為使用者依據(jù)使用需求而預(yù)先設(shè)計，其是依據(jù)預(yù)定微調(diào)整加工電極及工件間的加工間隙的大小而設(shè)計。當(dāng)振動驅(qū)動單元10所提供的振動源的振幅小于或大于預(yù)先設(shè)計的振動振幅時，必須放大或縮小振動源的振幅，以使物件2所產(chǎn)生的振動振幅符合預(yù)先設(shè)計的振動振幅。放大或縮小振動源的振幅的方式是使比例機構(gòu)12的第二端122所產(chǎn)生的擺動振幅與振動源的振幅成一比例，此比例是依據(jù)預(yù)先設(shè)計的物件2的振動振幅與振動源的振幅間的比例而定，然后依據(jù)此比例調(diào)整比例機構(gòu)12的第一端121至支點123的第一距離與其第二端122至支點123的第二距離的比例，即調(diào)整支點123的位置并使第一距離與第二距離的比例符合此比例，如此比例機構(gòu)12所產(chǎn)生的擺動振幅為依據(jù)此比例放大或縮小的振動源的振幅，以帶動物件2作縱向振動，且使物件2的振動振幅符合預(yù)先設(shè)計的振動振幅。例如:振動驅(qū)動單元10為壓電組件，壓電組件所提供的振動源的振幅比較小，所以必須透過比例機構(gòu)12放大振動源的振幅，以產(chǎn)生符合預(yù)先設(shè)計的擺動振幅，進而帶動物件2作縱向振動，如此物件2的振動振幅即符合預(yù)先設(shè)計的振動振幅。當(dāng)振動驅(qū)動單元10所提供的振動源的振幅等于預(yù)先設(shè)計的振動振幅時，則不需要放大振動源的振幅，比例機構(gòu)12的第一端121至支點123的第一距離與其第二端122至支點123的第二距離呈等比例，第二端122的擺動振幅與振動源的振幅相等，并帶動物件2作縱向振動，物件2的振動振幅與第二端122的擺動振幅相等，如此即與預(yù)先設(shè)計的振動振幅相等，即透過比例機構(gòu)12直接傳導(dǎo)振動源至物件2，并無須放大或縮小振動源的振幅。例如:振動驅(qū)動單元10使用電磁閥，電磁閥所提供的振動源的振幅等于預(yù)先設(shè)計的振動振幅，所以直接透過比例機構(gòu)12傳遞振動源即可，無須利用比例機構(gòu)12放大及縮小振動源的振幅。再參閱圖2，本實施例的振動裝置I更包含一殼體14，殼體14容置振動驅(qū)動組件10與比例機構(gòu)12，比例機構(gòu)12的支點123樞接于殼體14內(nèi)，使第一端121與第二端122可作擺動。殼體14是具有一限位部141，物件2設(shè)置于限位部141，因物件2被比例機構(gòu)12帶動而產(chǎn)生縱向振動及側(cè)向運動，所以本實施例設(shè)置限位部141，以限制物件2僅能作縱向振動。
此外,本實施例的振動裝置I更包含一移動機構(gòu)16,移動機構(gòu)16是設(shè)置于殼體14的限位部141內(nèi)，物件2是設(shè)置于移動機構(gòu)16的一端，本實施例的移動機構(gòu)16帶動物件2作線性運動。此外，本實施例的限位部141內(nèi)更設(shè)有一襯套142，移動機構(gòu)16設(shè)置于襯套142內(nèi)，以限制移動機構(gòu)16的位置，并使移動機構(gòu)16可順暢地線性移動于限位部141內(nèi)。本實施例的襯套142可另用線性軸承替代，于此不再贅述。另外，比例機構(gòu)12的第二端122更具有一連接件124，移動機構(gòu)16更包含一容置槽161，其主要將帶動件15設(shè)置于容置槽161，連接件124是接設(shè)于帶動件15。復(fù)參閱圖3及圖4，當(dāng)比例機構(gòu)12被振動驅(qū)動單元10所提供的振動源驅(qū)動時，比例機構(gòu)12的第一端121向下擺動，并帶動第二端122向上擺動，第二端122透過連接件124驅(qū)動帶動件15向上擺動，以帶動設(shè)有物件2的移動機構(gòu)16向上移動。本實施例的帶動件15為一圓柱體，并具有一滑槽151，連接件124滑設(shè)于滑槽151內(nèi)，因此連接件124帶動為圓柱體的帶動件15，使其轉(zhuǎn)動于容置槽161內(nèi)，以減少移動機構(gòu)16產(chǎn)生側(cè)向運動，進而使物件2僅作縱向振動。此實施例的帶動件15與容置槽161周壁呈弧面接觸。另外，滑槽151用于作為一緩沖空間，使連接件124于上下擺動過程中可滑動于滑槽151內(nèi)。且滑槽151的側(cè)方向尺寸大于連接件124滑設(shè)于滑槽151內(nèi)的尺寸，當(dāng)連接件124前后滑動于滑槽151時，即連接件124于滑槽151內(nèi)作活塞運動，如此可排除容置槽161內(nèi)的氣體，使連接件124可順暢地滑動于滑槽151內(nèi)。另，上述殼體14內(nèi)更填充一潤滑液，潤滑液可潤滑比例機構(gòu)12與移動機構(gòu)16，使比例機構(gòu)12順暢地擺動，其連接件124亦可順暢地帶動帶動件15擺動于移動機構(gòu)16內(nèi)，并滑動于滑槽151內(nèi)。請參閱圖5，是本發(fā)明的第二實施例的立體剖面圖。如圖所示，本實施例與上述實施例不同在于，本實施例的比例機構(gòu)12為L字型，比例機構(gòu)12的第一端121到其支點123為第一區(qū)段，比例機構(gòu)12的第二端122到其支點123為第二區(qū)段，第一區(qū)段是垂直于第二區(qū)段。振動驅(qū)動單元10設(shè)置于第二區(qū)段上方，并貼附于第一端121的一側(cè)。請一并參閱圖6及圖7，當(dāng)振動驅(qū)動單元10提供振動源至第一端121時，第一端121向右擺動，并帶動第二端122向上擺動，以帶動設(shè)有物件2的移動機構(gòu)16向上運動；當(dāng)?shù)谝欢?21向左擺動并回復(fù)至開始位置時，第一端121帶動第二端122向下擺動，以帶動設(shè)有物件2的移動機構(gòu)16向下運動，重復(fù)上述操作，可使設(shè)置于移動機構(gòu)16的物件2作縱向振動。本實施例揭露使用L字型的比例機構(gòu)12，如此可縮減振動裝置的體積，以達到小型化的目的。綜上所述，本發(fā)明提供一種電化學(xué)加工用振動裝置，振動裝置主要利用振動驅(qū)動單元與比例機構(gòu)帶動加工電極或工件作縱向振動，以于電化學(xué)加工過程中微調(diào)整加工電極與工件間的加工間隙，增加電化學(xué)加工過程中電解液的循環(huán)及更新速度，以排除電化學(xué)加工過程中產(chǎn)生于加工間隙中的電解生成物，進而提升電化學(xué)加工的加工精度及表面質(zhì)量。此外，本發(fā)明的振動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，所以本發(fā)明的振動裝置容易加工制作、模塊化及小型化。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，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)。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，是包含: 一振動驅(qū)動單元，提供具有一振幅的一振動源；以及 一比例機構(gòu)，具有一第一端、一第二端及一支點，該支點是位于該第一端與該第二端之間，該振動驅(qū)動單元鄰接于該第一端的一側(cè)，該第一端受該振動源驅(qū)動，而該第二端產(chǎn)生一振幅以帶動一物件作縱向振動，該比例機構(gòu)的該第二端的該振幅與該振動源的該振幅成一比例。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該振動驅(qū)動單元是一壓電組件或一電磁閥。
3.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是等于該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是小于該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離，該比例機構(gòu)的該第一端與該支點間的距離是與該比例機構(gòu)的該第二端與該支點間的距離成比例。
5.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，更包含: 一殼體，容置該振動驅(qū)動單元與該比例機構(gòu)，該殼體內(nèi)更填充一潤滑液。
6.如權(quán)利要求5所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，更包含: 一移動機構(gòu)，供該物件設(shè)置，并設(shè)置于該殼體，該比例機構(gòu)的該第二端帶動該移動機構(gòu)，而驅(qū)使該移動機構(gòu)帶動該物件作縱向振動。
7.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該殼體更包含一限位部，該限位部更設(shè)有一線性軸承或一襯套，該移動機構(gòu)設(shè)置于該線性軸承或該襯套內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該比例機構(gòu)的該第二端更設(shè)有一連接件，該移動機構(gòu)更包含一容置槽，一帶動件設(shè)置于該容置槽內(nèi)，該帶動件為一圓柱體，并具有一滑槽，該連接件滑設(shè)于該滑槽。
9.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該比例機構(gòu)的該第二端更設(shè)有一連接件，該移動機構(gòu)更包含一容置槽，一帶動件設(shè)置于該容置槽內(nèi)，且該滑槽的側(cè)方向尺寸大于該連接件滑設(shè)于該滑槽內(nèi)的尺寸，以排除該容置槽內(nèi)的氣體。
10.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)加工用振動裝置，其特征在于，該比例機構(gòu)為一搖桿機構(gòu)，該物件為一加工電極或一工件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電化學(xué)加工用振動裝置，包含一振動驅(qū)動單元及一比例機構(gòu)，該振動驅(qū)動單元提供具有一振幅的一振動源，該比例機構(gòu)具有一第一端、一第二端及一支點，該支點是位于該第一端與該第二端之間，該比例機構(gòu)的該第一端受該振動源驅(qū)動，而該第二端產(chǎn)生一振幅以帶動一物件作縱向振動，該比例機構(gòu)的該第二端的該振幅與該振動源的該振幅成一比例。本發(fā)明的振動裝置的結(jié)構(gòu)簡單，所以容易加工制作、模塊化及小型化，并可于電化學(xué)加工過程中微調(diào)整該加工電極與該工件間的一加工間隙，提升加工間隙內(nèi)電解液的循環(huán)及更新速度，以排除電化學(xué)加工過程中產(chǎn)生于加工間隙內(nèi)的電解生成物，進而提升電化學(xué)加工的加工精度及表面質(zhì)量。
文檔編號B23H3/00GK103182572SQ201110461240
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉衾瑋, 洪榮洲, 林大裕 申請人:財團法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心