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(3);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)的延长线和凸面(2)之间的距离,凸面高度h是指在角度中心线(5)上,凸面(2)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,其中顶部中间称为中间区域(13),左右两侧分别称为第一区域(14)、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(12)第一区域(14)材料溶解量大于中间区域(13)材料溶解量,第二区域(15)材料溶解量小于中间区域(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(12)第一区域(14)、第二区域(15)材料溶解量小于中间区域(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(12)第一区域(14)材料溶解量小于中间区域(13)材料溶解量,第二区域(15)材料溶解量大于中间区域(13)材料溶解量;
控制工具电极(1)窗口底部的凸面(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(12)第一区域(14)、第二区域(15)材料溶解量与中间区域(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(9)的电场作用下,凸台顶部(15)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。