电化学复合磁力研磨加工装置及其方法
【专利摘要】本发明提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，该电化学复合磁力研磨加工装置包含一电化学加工单元、一磁力研磨加工单元以及一移动单元，该电化学加工单元包含一电解液容置空间，该磁力研磨加工单元包含一研磨料容置空间，该电解液容置空间与该研磨料容置空间分离设置，如此避免研磨料容置空间的多个磁研磨料搭接于工件与电化学加工单元的一加工电极之间，而避免对工件或者加工电极进行放电，以避免工件表面与加工电极产生损伤，更减少该些磁研磨料的损耗。
【专利说明】电化学复合磁力研磨加工装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种复合加工装置及其方法，特别是指一种电化学加工单元与磁力研磨加工单元分离设置的电化学复合磁力研磨加工装置及其方法。
【背景技术】
[0002]表面抛光加工是利用物理性机械作用、化学反应或电化学反应的方式对工件表面进行修饰性的加工处理，表面抛光处理不会提高工件的尺寸精度或几何形状精度，但可以使得工件表面粗糙度降低而变得较为平整，有助于机械组件间顺畅地进行相对移动或转动，对于精密机械来说，对组件表面进行抛光可避免表面不平整造成额外的摩擦而影响机械精密度与使用寿命。
[0003]—般而言,对工件表面进行抛光处理是以研磨加工的方式为主,若工件表面为非平面或具有曲面则需使用体积较小的研磨料，将工件放置于研磨料内，并使研磨料在工件表面移动或滚动，而达到对工件表面进行切削研磨的效果。习知技术中，可运用振动加工或磁力研磨加工的方式达成表面抛光。振动加工是驱动工件于研磨料内作往复移动,造成研磨料与工件表面发生相对移动或滚动，以对工件表面产生研磨的效果，而磁力研磨加工利用磁研磨料并利用磁场的变化直接驱动磁研磨料移动，带动磁研磨料相对工件表面移动或滚动，以对工件表面进行研磨加工。
[0004]当工件为高硬度的难加工材料，如不锈钢、钛合金、高温合金、高强度钢等材料时，仅利用研磨加工的方式进行表面抛光处理的效果不佳。因此现有技术中，更增加电化学加工的程序来辅助研磨加工，利用阳极钝化的作用，使作为阳极的工件产生一层较脆的钝化层，再以研磨加工的程序移除钝化层，以达到较佳的研磨效率。
[0005]例如，中国台湾地区专利第M314092号的“磁力研磨抛光装置”、第M370459号的“磁力研磨机”以及中华人民共和国专利第201010543464.9号的“一种电化学与磁性研磨复合的复合加工系统”中，皆利用了电化学复合磁力研磨加工的技术。然而，包含上述专利，现有利用此一技术的装置皆将电化学加工与磁力研磨加工整合于同一空间中实施，虽然便于同时进行电化学加工与磁力研磨加工，但进行电化学加工时，由于磁研磨料与工件同时置于电解液中，磁研磨料会搭接于工件与电化学加工的加工电极之间，由于磁研磨料具有导电性，如此会在电化学加工过程中对工件的表面与加工电极进行放电而造成损伤，另外磁研磨料也会出现阳极钝化或阳极溶解的现象，而使磁研磨料耗损的速度变快，如此增加电化学复合磁力研磨加工的成本。
[0006]另，在同一空间内同时进行电化学加工与磁力研磨加工时，工件的表面因电化学加工形成钝化层，然而形成于工件的表面各部位的钝化层的厚度会有所不同，因此具有钝化层的表面同时进行磁力研磨加工时，因钝化层容易被磨除而工件的原材料不容易被磨除，所以钝化层的厚度较薄处将先裸露出不易磨除的工件的表面，而钝化层的厚度较厚处仍进行钝化层的快速移除，因此导致工件的表面各处的研磨加工量会不相同，所以加工后的工件的形状精度不佳。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其分离设置进行电化学加工的电解液容置空间与进行磁力研磨加工的研磨料容置空间，如此用于磁力研磨加工的多个磁研磨料不会搭接于工件与电化学加工的加工电极之间，而避免对工件或者加工电极进行放电，以避免工件表面与加工电极产生损伤，更减少该些磁研磨料的损耗。
[0008]本发明的目的在于提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其电化学加工单元于进行电化学加工过程会依据工件的移动速度或者相对于加工电极的工件面积的变化而调整电源的强度，以控制形成于工件表面的钝化层的厚度得以均匀，如此磁力研磨加工单元即可均匀研磨工件的表面，而提高表面抛光精度。
[0009]本发明的目的在于提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其可交替对工件进行电化学加工及磁力研磨加工，如此不但降低工件的表面粗糙度，也同时提升工件的表面抛光效率。
[0010]本发明的目的在于提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其可应用于小直径的棒状工件的表面加工，及应用于难加工的工件的表面抛光。
[0011]本发明提出一种电化学复合磁力研磨加工装置，其包含一电化学加工单元、一磁力研磨加工单元与一移动单元。该电化学加工单元包含一电解液容置空间，以进行一电化学加工。该磁力研磨加工单元与该电化学加工单元排列于一轴向上，并包含一研磨料容置空间，以进行一磁力研磨加工，该研磨料容置空间与该电解液容置空间相互分离设置。该移动单元带动一工件至该电化学加工单元与该磁力研磨加工单元，以交替进行该电化学加工及该磁力研磨加工。
[0012]本发明亦提出一种电化学复合磁力研磨加工方法，其提供一电化学加工单元，以进行一电化学加工；提供一磁力研磨加工单元，其与该电化学加工单元排列于一轴向上，以进行一磁力研磨加工，该磁力研磨加工单元与该电化学加工单元相互分离设置；带动一工件沿该轴向往复移动于该电化学加工单元与该磁力研磨加工单元，以对该工件交替进行该电化学加工及该磁力研磨加工。
[0013]实施本发明产生的有益效果是:本发明提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其使工件可交替并连续进行电化学加工及磁力研磨加工。本发明的电化学复合磁力研磨加工装置的磁力研磨加工单元及电化学加工单元是分开设置，如此磁力研磨加工单元的该些磁研磨料不会搭接于工件与电化学加工单元的加工电极之间，如此可避免对工件与加工电极进行放电，进而避免损伤工件的表面与加工电极，并减少该些磁研磨料的损耗。
[0014]此外，本发明的电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其于进行电化学加工过程会依据工件的移动速度或者相对于加工电极的工件面积的变化而调整电源的强度，以控制形成于工件表面的钝化层的厚度得以均匀，如此即可均匀研磨工件的表面，而提高表面抛光精度。另外，本发明的电化学复合磁力研磨加工装置及其方法适用于对难加工的工件进行表面抛光加工，而有效降低工件的表面粗糙度，并提升工件的表面抛光效率，且可应用于小直径的棒状工件的表面抛光加工。
【专利附图】
【附图说明】[0015]图1为本发明第一实施例的电化学复合磁力研磨加工装置的示意图；
[0016]图2为本发明的第一实施例的电化学加工单元的示意图；以及
[0017]图3A为本发明的第一实施例的磁力研磨加工单元的示意图；
[0018]图3B为本发明的第三图的B区域的局部放大图；
[0019]图4为本发明的第一实施例的电化学复合磁力研磨加工方法的流程图；
[0020]图5为本发明的第二实施例的磁力研磨加工单元的示意图；以及
[0021]图6为本发明的第三实施例的磁力研磨加工单元的示意图。
[0022]【图号对照说明】
[0023]1电化学复合磁力研磨加工装置10 电化学加工单元
[0024]101 电化学加工槽1011电解液容置空间
[0025]1012侧壁1013 固定孔
[0026]1014通孔102 加工电极
[0027]103 电极固定座104 电解液
[0028]105 电源控制器12 磁力研磨加工单元
[0029]121a第一磁性产生组件121b第二磁性产生组件
[0030]121c电磁铁1211研磨料容置空间
[0031]122 磁研磨料1221驱动材
[0032]1222 间隙1223研磨材
[0033]124 旋转驱动器125 固定座
[0034]126 通道14 移动单元
[0035]140 旋转机构141 旋转主轴
[0036]142 移动机构1421连接座
[0037]1422滑动件1423导滑柱
[0038]1424导滑柱固定座2 工件
[0039]21 预加工区域21a 上端部
[0040]21b 下端部A 轴向
【具体实施方式】
[0041]为了使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，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下:
[0042]习知电化学复合磁力研磨加工装置皆将电化学加工与磁力研磨加工整合于同一空间中进行，如此导致用于磁力研磨加工的多个磁研磨料会搭接于工件与电化学加工的加工电极之间，而对工件与加工电极放电，使工件表面与加工电极因而产生损伤，且该些磁研磨料也会因而消耗，此外习知电化学复合磁力研磨加工装置于工件的表面所形成的钝化层的厚度会不均匀，而影响研磨加工的精度，因此本发明提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其将进行电化学加工的电解液容置空间与进行磁力研磨加工的研磨料容置空间分离设置，且控制形成于工件表面的钝化层的厚度得以均匀，而有效改善上述问题。
[0043]首先，请参阅图1，其是本发明的第一实施例的电化学复合磁力研磨加工装置的示意图。如图所示，本发明的电化学复合磁力研磨加工装置I包含一电化学加工单元10、一磁力研磨加工单元12及一移动单元14。磁力研磨加工单元12设置于电化学加工单元10的上方，电化学加工单元10具有一电化学加工槽101，电化学加工槽101内具有一电解液容置空间1011，以用于容置一电解液104，而对一工件2进行电化学加工。
[0044]磁力研磨加工单元12具有一磁性产生模块，于本实施例中,磁性产生模块包含一第一磁性产生组件121a及一第二磁性产生组件121b，第一磁性产生组件121a与第二磁性产生组件121b之间具有一研磨料容置空间1211，以用于容置多个磁研磨料122。换言的，磁性产生模块设置于研磨料容置空间1211的侧边。第一磁性产生组件121a与第二磁性产生组件121b用于产生磁场，以带动该些磁研磨料122位移，即该些磁研磨料122于研磨料容置空间1211内转动或移动，而对工件2进行磁力研磨加工。电解液容置空间1011及研磨料容置空间1211皆位于同一轴向A上，并相互分离。
[0045]移动单元14用于夹持工件2，且带动工件2沿着轴向A移动并上下往复移动于电化学加工单元10的电解液容置空间1011与磁力研磨加工单元12的研磨料容置空间1211之间，以使工件2的不同部位同时分别进行电化学加工及磁力研磨加工，以使工件2的相同部位交替地进行电化学加工及磁力研磨加工，如此进行于工件2上形成一钝化层，再移除钝化层的加工的循环步骤，而达成利用钝化层较易研磨的特点，以运用于硬度高的难加工材上，可达成加工尺寸较佳、粗糙度降低、形状精度较佳的加工方式。
[0046]请一并参阅图2，其是本发明的第一实施例的电化学加工单元的示意图。如图所示，电化学加工单元10更包含一加工电极102及一电极固定座103。加工电极102设置于电极固定座103，电极固定座103设置于电化学加工槽101的侧壁1012的一固定孔1013，而固定于电化学加工槽101，如此加工电极102即穿过固定孔1013而位于电解液容置空间1011内。电化学加工单元10进行电化学加工前，除了将加工电极102设置于电化学加工槽101之外，还需添加电解液104于电化学加工槽101内的电解液容置空间1011，使加工电极102浸泡于电解液104中。电化学加工单元10更包含一电源控制器105 (请参阅图1)，电源控制器105的正极电性连接工件2，其负极电性连接加工电极102，并提供电源至工件2与加工电极102，以进行电化学加工。
[0047]请一并参阅图3A及图3B，其是本发明的第一实施例的磁力研磨加工单元的示意图及图3A的B区域的局部放大图。如图所示，本实施例的磁力研磨加工单元12的第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b可分别为一磁铁。于本实施例中，第一磁性产生组件121a的磁极性与第二磁性产生组件121b的磁极性相反，例如第一磁性产生组件121a的磁极性为S极，而第二磁性产生组件121b的磁极性为N极。此外，研磨料容置空间1211容置的该些磁研磨料122包含多个驱动材1221及多个研磨材1223，该些驱动材1221与该些研磨材1223相互混和。于本实施例中，该些驱动材1221可为导磁材，例如铁砂，而该些研磨材1223可为碳化硅。第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b因具有磁力而产生磁场，使该些驱动材1221排列于研磨料容置空间1211。由于该些研磨材1223混合于该些驱动材1221中，所以该些研磨材1223会被该些驱动材1221夹持于该研磨料容置空间1211，其好比是该些驱动材1221之间具有多个间隙1222，而该些研磨材1223填充于该些间隙1222的中。
[0048]磁力研磨加工单元12更包含二旋转驱动器124及二固定座125，二旋转驱动器124分别设置于二固定座125,磁性产生模块的第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b分别设置于二旋转驱动器124。二旋转驱动器124可分别带动第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b转动。当第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b转动时，第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b所产生的磁场即会变化，如此该些驱动材1221即会受到影响而位移(转动或移动)，而连动该些研磨材1223，使该些研磨材1223保持其研磨锐角对工件2进行研磨加工。本发明的磁研磨料122亦可仅包含驱动材1221，而对工件2进行研磨加工。
[0049]复参阅图1，本实施例的移动单元14包含一旋转机构140及一移动机构142，旋转机构140具有一旋转主轴141，旋转机构140设置于移动机构142，并位于轴向A上。旋转主轴141夹持工件2，旋转主轴141为马达(图未示)的主轴，其带动工件2转动。移动机构142用于承载旋转机构140沿轴向A上下往复运动，以带动工件2交替进行电化学加工与磁力研磨加工。移动机构142包含一连接座1421、二滑动件1422、二导滑柱1423及一导滑柱固定座1424。导滑柱固定座1424供电化学加工单元10的电化学加工槽101及磁力研磨加工单元12的二固定座125设置，电化学加工槽101位于二固定座125之间。二导滑柱1423设置于导滑柱固定座1424,并位于磁力研磨加工单兀12的两侧。二滑动件1422分别滑设于二导滑柱1423。旋转机构140设置于连接座1421，连接座1421的两端分别往二导滑柱1423延伸，而设置于二滑动件1422，如此二滑动件1422上下往复滑动于二导滑柱1423时，二滑动件1422即会带动连接座1421移动，进而带动设置于连接座1421的旋转机构140沿轴向A作上下往复运动。于本发明的一实施例中，藉由致动器(图未示)驱使滑动件1422与连接座1421作上下往复运动，以带动旋转机构140沿轴向A作上下往复运动。
[0050]请一并参阅图4，其是本发明的第一实施例的电化学复合磁力研磨方法的流程图。如图所示，本实施例的电化学复合磁力研磨装置I先对工件2的一预加工区域21 (请参阅图2)进行电化学加工，使预加工区域21的表面产生一钝化层，然后透过电化学复合磁力研磨装置I对预加工区域21进行磁力研磨加工，以去除产生于预加工区域21的表面的钝化层，如此对预加工区域21循环进行电化学加工及磁力研磨加工，以完成预加工区域21的表面抛光加工。本发明适用于对硬度高的工件2进行表面抛光加工，也适用于小直径的棒状工件的表面抛光加工，例如工件2的直径为0.5mm以下。下述详细说明本实施例的电化学复合磁力研磨加工装置I的运作。
[0051]其运作方式先执行步骤SI，旋转主轴141夹持工件2，移动机构142先带动工件2沿着轴向A往下移动，而通过磁力研磨加工单元12并移动至电化学加工单元10。本实施例的移动机构142带动旋转机构140往下移动，如此带动设置于旋转主轴141的工件2沿着轴向A通过磁力研磨加工单元12的研磨料容置空间1211，并通过研磨料容置空间1211内的该些磁研磨料122，且穿过电化学加工槽101的一通孔1014(请参阅图2)，如此于磁力研磨加工单元12及电化学加工单元10之间形成一通道126 (请参阅图3A与图3B),以使工件2进入电解液容置空间1011。工件2可沿着通道126上下往复移动于磁力研磨加工单元12与电化学加工单元10。当工件2进入电解液容置空间1011时，工件2的预加工区域21浸泡于电解液104中，并对应设置于电化学加工槽101的加工电极102。
[0052]接着执行步骤S2，通入电源至加工电极102及工件2，并使旋转主轴141转动工件2，以对工件2的预加工区域21进行电化学加工。同时执行步骤S3，移动单元14带动工件2于通道126沿着轴向A上下往复移动，以对工件2的预加工区域21的不同部位同时进行电化学加工及磁力研磨加工，并对预加工区域21的同一部位交替地进行电化学加工及磁力研磨加工。
[0053]如图2所示，对应加工电极102的预加工区域21的上端部21a先经电化学加工形成钝化层。同时，移动机构142带动工件2沿轴向A往上移动，以使预加工区域21的上端部21a逐渐离开电化学加工单元10而进入磁力研磨加工单元12，以进行磁力研磨加工。随着工件2持续往上移动，预加工区域21的下端部21b (请参阅图2)亦会往上移动并相对于加工电极102，而进行电化学加工以形成钝化层，如此移动机构142带动工件2沿轴向A往上移动，即对工件2的预加工区域21的不同部位同时进行电化学加工及磁力研磨加工。工件2会持续被往上带动，使预加工区域21的下端部21b移动至磁力研磨单元12进行磁力研磨加工，以使预加工区域21所有部位完成磁力研磨加工，即对预加工区域21的同一部位交替地进行电化学加工及磁力研磨加工。
[0054]待预加工区域21的下端部21b完成磁力研磨加工后，移动机构142会带动工件2沿轴向A而往下移动，预加工区域21的下端部21b先进入电化学加工单元10而相对于加工电极102以进行电化学加工。之后，随着移动机构142持续带动工件2往下移动，预加工区域21的上端部21a亦会进入电化学加工单元10以进行电化学加工。由上述可知，本实施例利用移动机构142带动工件2作上下往复移动，反复交替对预加工区域21进行电化学加工及磁力研磨加工，直至预加工区域21完成表面抛光，如此可提高表面抛光效率。
[0055]此外，为了使形成于预加工区域21的钝化层的厚度均匀，本发明更可进一步依据相对于加工电极102的工件2的面积变化而调整电源的电压的强度，以控制预加工区域21的单位面积的电流密度，其主要利用电源控制器105调整进行电化学加工所需的电源的电压的强度。举例说明，当预加工区域21最后欲脱离电化学加工单元10时，其相对于加工电极102的面积会越来越少，如此预加工区域21与加工电极102间的阻抗值会逐渐降低，若电源控制器105供应的电源的电压强度仍保持固定时，预加工区域21所受到的电流的强度会提高，此时电化学加工的加工量会变大，而增加钝化膜的厚度，而导致钝化膜的厚度不均匀。
[0056]因此，本发明为了使形成于预加工区域21的钝化层的厚度均匀一致，所以当相对于加工电极102的预加工区域21的面积逐渐变小时，为了维持固定的电流密度，电源控制器105会逐渐降低所提供的电源的电压的强度；反的，当预加工区域21再次进入电化学加工单元10时，对应加工电极102的预加工区域21的面积会越来越大，所以必须增加进行电化学加工所需的电源的电压的强度。如此，本发明即可控制预加工区域21的单位面积电流密度一致，而让形成于预加工区域21的钝化层的厚度均匀。
[0057]电源控制器105除了依据相对于加工电极102的工件2的面积变化而调整电源的电压的强度之外，更可以依据工件2的移动速度而调整电源的电压的强度。移动机构142 (请参阅图1)带动工件2进行上下往复运动时，其会有速度的变化。一开始往上运动或者往下运动时会逐渐增加速度到预定的运动速度，之后移动到接近预定最高位置或者最低位置时则会逐渐降低速度，以变换运动方向。如此，工件2的初始运动速度与末端运动速度较慢，所以当时相对于加工电极102的预加工区域21的加工时间较长，所以必须降低进行电化学加工的电流密度。
[0058]举例来说，当预加工区域21的上端部21a(请参阅图2)欲脱离电化学加工单元10时，移动机构142会逐渐增加带动工件2往上运动的速度，所以初始移动速度较慢，如此会增加预加工区域21的上端部21a对应加工电极102的时间，即增加进行电化学加工的时间，如此会增加钝化膜的厚度，所以此时必须降低电源的电压的强度，而降低电流密度；同样地，当移动机构142移动到接近预定最高位置，而预加工区域21的下端部21b欲脱离电化学加工单元10时，移动机构142开始逐渐减缓带动工件2往上移动的速度，如此也会增加预加工区域21的下端部21b进行电化学加工的时间，此时也必须降低电源的电压的强度而降低电流密度。所以，不论预加工区域21的上端部21a及下端部21b欲离开或进入电化学加工单元10时，移动机构142带动工件2的移动速度会较慢，所以预加工区域21的上端部21a及下端部21b进行电化学加工的时间较长，因此必须降低电源的电压的强度，以降低电流密度，以控制形成于预加工区域21的钝化层的厚度均匀。
[0059]当磁力研磨加工单元12持续对工件2进行磁力研磨加工时，研磨料容置空间1211内的该些磁研磨料122会因长时间维持不动而产生静力平衡，即该些磁研磨料122无法移动或转动而无法施压于工件2的预加工区域21，此时该些磁研磨料122无法对预加工区域21进行研磨加工。因此必须破坏该些磁研磨料122间的静力平衡，以移动或转动该些磁研磨料122，进而对工件2的预加工区域21进行研磨加工。本发明藉由启动磁力研磨加工单元12的二旋转驱动器124，而分别带动第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b转动。于本发明的一实施例中，第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b的转动方向相反。如此,第一磁性产生组件121a与第二磁性产生组件121b间的磁场会改变，以导引研磨料容置空间1211内的该些磁研磨料122的该些驱动材1221移动或转动，而带动该些磁研磨料122的该些研磨材1223位移，使该些研磨材1223对工件2进行研磨加工。
[0060]本发明采用分离方式设置电化学加工单元10与磁力研磨加工单元12，以让电解液容置空间1011与研磨料容置空间1211相互分离，如此研磨料容置空间1211的该些磁研磨料122不会位于电解液104中，所以磁研磨料122不会搭接于工件2与电化学加工单元10的加工电极102之间，而避免对工件2或者加工电极102进行放电，进而避免工件2的表面与加工电极102产生损伤，更减少该些磁研磨料122的损耗。
[0061]请参阅图5，其是本发明的第二实施例的磁力研磨加工单元的示意图。如图所示，本实施例的磁力研磨加工单元12与上述实施例的磁力研磨加工单元12不同在于，本实施例的磁力研磨加工单元12的磁性产生模块包含一电磁铁121c。本实施例的电磁铁121c可呈马蹄型，而其两端分别设置于研磨料容置空间1211的两侧边。电磁铁121c耦接电源控制器105，电源控制器105提供电源至电磁铁121c，以驱使电磁铁121c的两端产生磁场。
[0062]电源控制器105提供电源至电磁铁121c而产生磁场时，电磁铁121c的两端会分别具有不同的磁极性，且电磁铁121c的两端的电源极性会决定电磁铁121c的两端的磁极性。当电源控制器105调变提供至电磁铁121c的电源的极性时，即会调变电磁铁121c的两端的电源极性，而调变电磁铁121c的两端的磁极性。当电磁铁121c的两端的磁极性改变时，即改变电磁铁121c所产生的磁场。
[0063]基于上述方式，本实施例的磁力研磨加工单元12于进行研磨加工时，电源控制器105会调变供应至电磁铁121c的电源的极性，而调变流动于电磁铁121c的电流的方向，以调变电磁铁121c的两端的磁极性，如此即会改变电磁铁121c所产生的磁场，使电磁铁121c的两端间的研磨料容置空间1211的该些磁研磨料122的该些驱动材1221位移，进而带动该些研磨材1223位移，以避免该些研磨材1223发生静力平衡，如此即可驱使该些研磨材1223持续对工件2进行研磨加工。
[0064]本实施例的该些磁研磨料122的该些驱动材1221具有不同磁极性，例如该些驱动材1221可为磁针，其中该些驱动材1221具有磁极性而为S极及N极。电磁铁121c的一端的磁极性为S极及N极交替变化时，其会使磁场变化，进而使具磁极性的该些驱动材1221转动或移动，进而驱使该些磁研磨料122的该些研磨材1223可持续对工件2进行研磨加工，因此该些磁研磨料122受磁场的影响，使该些磁研磨料122提供相对应的研磨加工所需的面压力，以对工件2进行研磨加工。
[0065]本实施例因透过电源供应器105调变施加于电磁铁121c的电源的极性，而调变电磁铁121c的两端的磁极性，进而改变所产生的磁场，如此即不需如第一实施例透过二旋转驱动器124 (请参阅图3A)转动第一磁性产生组件121a及第二磁性产生组件121b，即可改变电磁铁121c所产生的磁场，所以本实施例的磁力研磨加工单元12可省略二旋转驱动器124,本实施例的电磁铁121c的两端分别设置于二固定座125。
[0066]请参阅图6,其是本发明的第三实施例的磁力研磨加工单元的示意图；如图所示，本实施例的磁力研磨加工单元12与第二实施例的磁力研磨加工单元12不同在于，本实施例的磁性产生模块包含多个电磁铁121c,该些电磁体21c设置于研磨料容置空间1211的侧边。本实施例具有两个电磁铁121c，而分别设置于研磨料容置空间1211的两侧边，此两个电磁铁121c的一端设置于固定座125，而此两个电磁铁121c的另一端则相对且位于研磨料容置空间1211的侧边，即该些电磁铁121c的一端部分别设置于研磨料容置空间1211的侧边，该些电磁铁121c分别耦接电源控制器105，电源控制器105供应独立电源至每一电磁铁121c,以驱使该些电磁铁121c产生多个磁场。
[0067]本实施例的磁力研磨加工单元12于进行磁力研磨加工时，电源控制器105会调变供应至电磁铁121c的电源的强度，例如调变电压的强度，以改变电磁铁121c的磁力的强度而改变电磁铁121c所产生的磁场的强度，使位于该些电磁铁121c间的研磨料容置空间1211的该些磁研磨料122的该些驱动材1221移动或转动，进而带动该些磁研磨料122的该些研磨材1223位移，以避免该些研磨材1223发生静力平衡，驱使该些研磨材1223可持续对工件2进行研磨加工。另外，电源控制器105可调变供应至每一电磁铁121c的电源的强度，而改变所有磁场，或者调变供应至该些电磁铁121c的一的电源即可。
[0068]另，如图6所不,该磁性产生模块包含多个电磁铁121c,该些电磁铁121c的一端分别设置于研磨料容置空间1211的侧边，并分别耦接一电源而产生多个磁场，本发明藉由电源控制器105调变所提供于该些电磁铁121c的电源的极性，以调变该些电磁铁121c的端部的磁极性，使如图6所示的电磁铁121c互相对应的端部的磁极性不同，以带动该些驱动材1221位移。
[0069]综上所述，本发明提供一种电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其使工件可交替并连续进行电化学加工及磁力研磨加工。本发明的电化学复合磁力研磨加工装置的磁力研磨加工单元及电化学加工单元是分开设置,如此磁力研磨加工单元的该些磁研磨料不会搭接于工件与电化学加工单元的加工电极之间，如此可避免对工件与加工电极进行放电，进而避免损伤工件的表面与加工电极，并减少该些磁研磨料的损耗。
[0070]此外，本发明的电化学复合磁力研磨加工装置及其方法，其于进行电化学加工过程会依据工件的移动速度或者相对于加工电极的工件面积的变化而调整电源的强度，以控制形成于工件表面的钝化层的厚度得以均匀，如此即可均匀研磨工件的表面，而提高表面抛光精度。另外，本发明的电化学复合磁力研磨加工装置及其方法适用于对难加工的工件进行表面抛光加工，而有效降低工件的表面粗糙度，并提升工件的表面抛光效率，且可应用于小直径的棒状工件的表面抛光加工。
[0071] 上文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。
【权利要求】
1.一种电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其包含: 一电化学加工单元，其包含一电解液容置空间，以进行一电化学加工； 一磁力研磨加工单元，其与该电化学加工单元排列于一轴向上，并包含一研磨料容置空间，以进行一磁力研磨加工，该研磨料容置空间与该电解液容置空间相互分离设置；以及 一移动单元，其带动一工件往复移动于该电化学加工单元与该磁力研磨加工单元，以交替对该工件进行该电化学加工及该磁力研磨加工。
2.如权利要求1所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该电化学加工单元包含: 一电化学加工槽，其设有该电解液容置空间，该电解液容置空间容置一电解液； 一加工电极，其设置于该电化学加工槽，并位于该电解液容置空间，该工件对应于该加工电极，而进行该电化学加工；以及 一电源控制器，其电性连接该加工电极及该工件，并供应一电源至该工件及该加工电极，以进行该电化学加工。
3.如权利要求2所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该电化学加工单元更包含: 一电极固定座，其设置于该电化学加工槽，而固定该加工电极，该加工电极穿过该电化学加工槽的一固定孔，并位于该电解液容置空间。
4.如权利要求2所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该电源供应器依据对应于该加工电极的该工件的面积变化而调整该电源的电压的强度。
5.如权利要求2所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该电源供应器依据该移动单元带动该工件的移动速度而调整该电源的电压的强度。
6.如权利要求1所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该磁力研磨加工单元包含: 多个驱动材，其容置于该研磨料容置空间； 多个研磨材，其容置于该研磨料容置空间，并混合于该些驱动材；以及 一磁性产生模块，其设置于该研磨料容置空间的侧边并产生磁场，以带动该些驱动材位移而驱动该些研磨材对该工件进行研磨加工。
7.如权利要求6所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该磁性产生模块包含一电磁铁，该电磁铁具有二端，该两端分别设置于该研磨料容置空间的两侧边，该电磁铁耦接一电源而于该两端产生一磁场，且藉由调变所提供的该电源的极性，以调变该电磁铁的该二端的磁极性，以带动该些驱动材位移。
8.如权利要求6所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该磁性产生模块包含多个电磁铁，该些电磁铁的一端部是分别设置于该研磨料容置空间的侧边，并分别耦接一电源而产生多个磁场，且藉由调变所提供的该电源的极性，以调变该些电磁铁的该端部的磁极性，以带动该些驱动材位移。
9.如权利要求6所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该磁性产生模块包含多个电磁铁，其设置于该研磨料容置空间的侧边，并分别耦接一电源而产生多个磁场，且藉由调变所提供的该电源的强度，以调变该些磁场的强度，以带动该些驱动材位移。
10.如权利要求6所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该磁力研磨加工单元更包含: 二固定座；以及 二旋转驱动器，其分别设置于该二固定座，该磁性产生模块设置于该二旋转驱动器，该二旋转驱动器带动该磁性产生模块转动，以改变该些磁性产生模块所产生的该磁场，使该些驱动材位移。
11.如权利要求1所述的电化学复合磁力研磨加工装置，其特征在于，其中该移动单元包含: 一旋转机构，其夹持该工件，并带动该工件作转动；以及 一移动机构，其承载该旋转机构，并带动该旋转机构沿该轴向作往复运动，以交替进行该电化学加工及该磁力研磨加工； 其中，该研磨料容置空间设置于该电解液容置空间的上方，且该电化学加工单元及该磁力研磨加工单元之间具有一通道，使该工件通过该通道移行其间。
12.一种电化学复合磁力研磨加工方法，其特征在于，其包含: 提供一电化学加工单元，以进行一电化学加工； 提供一磁力研磨加工单元，其与该电化学加工单元排列于一轴向上，以进行一磁力研磨加工,该磁力研磨加工 单元与该电化学加工单元相互分离设置 '及 带动一工件沿该轴向往复移动于该电化学加工单元与该磁力研磨加工单元，以对该工件交替进行该电化学加工及该磁力研磨加工。
13.如权利要求12所述的电化学复合磁力研磨加工方法，其特征在于，其中该电化学加工单元对该工件进行该电化学加工的步骤更包含: 移动该工件而对应该电化学加工单元的一加工电极，并提供一电源至该工件及该加工电极，而对该工件进行该电化学加工，并依据对应于该加工电极的该工件的面积变化而调整该电源的电压的强度。
14.如权利要求12所述的电化学复合磁力研磨加工方法，其特征在于，其中该电化学加工单元对该工件进行该电化学加工的步骤更包含: 移动该工件而对应该电化学加工单元的一加工电极，并提供一电源至该工件及该加工电极，而对该工件进行该电化学加工，并依据该工件的移动速度而调整该电源的电压的强度。
【文档编号】B23H5/08GK103909311SQ201210595570
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】林大裕, 张振晖 申请人:财团法人金属工业研究发展中心