电极组件与电化学加工方法与流程

文档序号:37090218发布日期:2024-02-20 21:47阅读:37来源:国知局
电极组件与电化学加工方法与流程

本发明涉及一种电极组件、相关方法和部件。


背景技术:

1、电化学加工是一种已知的工艺,用于去除焊接接头和抛光管道的内部通道。在该工艺中,带正电的工件形成阳极。工件,或至少其暴露的表面,与带负电的电极间隔开(以限定间隙),该电极形成阴极。电解液被泵送通过设置在工件和电极之间的间隙。电解液有效地完成了电极和工件(分别为阴极和阳极)之间的电路。当电子穿过间隙时,原子从工件的暴露的表面被去除,从而改善工件的表面光洁度。

2、现有的电化学加工工艺和相关设备将该工艺的使用仅限于某些工件。

3、需要克服与现有设备相关的一个或多个缺点,无论是在本文件中还是在其他方面提到的。


技术实现思路

1、根据本发明的第一方面,提供了一种用于电化学加工部件的空腔的电极组件,该电极组件包括:电极,该电极包括多个导电元件,该多个导电元件包括最外侧导电元件;安装主体,该安装主体联接到电极并可与部件接合以将电极对准在空腔内;以及推动装置,该推动装置被配置为将电极从可移动配置转变为顺应性配置;其中,在可移动配置中,导电元件相对于彼此可移动;并且在顺应性配置中,相邻的导电元件对准以限定基本连续的外电极表面。

2、电化学加工是指电解液穿过带负电的工具(阴极)和带正电的工件(阳极)之间的间隙,以从工件上去除材料的工艺。电解液完成了一个电路(被阳极和阴极之间的间隙中断),以将材料从工件去除并将其运走。在这种情况下,应当理解的是,该部件是工件的示例。电极是工具的示例。

3、空腔可以具有多种不同形状中的任何一种。例如,空腔可以是大致圆筒形的(例如,具有大致圆形的横截面)。可替换地,空腔可以是大致立方体(例如,具有大致正方形或矩形的横截面)。空腔可以具有非线性几何形状(即,它可以沿其范围或长度包含一个或多个弯曲部)。空腔可以是蜗壳。具体地,空腔可以是形成在涡轮机壳体(例如,涡轮机壳体或压缩机壳体)的壳体中的蜗壳。空腔可以由开口限定。空腔可以具有排放孔口。电解液可以流过空腔的开口,沿着空腔的内壁,并经由排放出口排出。空腔可以是内部空腔。空腔可以限定大体上封闭的体积。空腔可以具有入口和出口(例如,为通孔)。

4、该部件可以是一系列不同部件中的任何一个。示例包括歧管、涡轮机壳体(例如,涡轮机壳体或压缩机壳体,或或其他种类的泵壳体)或egr阀。该部件可以是涡轮增压器的涡轮机壳体或压缩机壳体。如果部件是压缩机壳体,则压缩机壳体可以用于ecompressor(电子压缩机,即,由电动机或发电机驱动的压缩机)。ecompressor可以构成eturbocharger(电子涡轮增压器)的一部分。该部件可以是发动机部件。该部件可以由一系列不同的导电材料制成,包括但不限于铝、铸铁和不锈钢。

5、出于本文件的目的,空腔的电化学加工旨在指预成型空腔的有效抛光。也就是说,空腔不是通过例如电化学加工工艺在固体表面中产生的。相反,通过使用电化学加工降低其表面粗糙度,可以改善现有空腔的表面光洁度。这是由于电极被插入到空腔中以便进行该工艺的事实。除了抛光之外,还可以通过电化学工艺来提高空腔尺寸的公差。

6、电极组件可以包括单个电极。或者,电极组件可以包括多个电极(例如,一对电极)。包括多个电极的电极组件在有效地存在两个待加工的空腔(例如,涡轮机壳体的双入口蜗壳)的情况下是有利的。在电极组件包括多个电极的情况下,每个电极都可以联接到安装主体(即,可以只有单个安装主体)。该电极可以被称为内部电极。

7、导电元件可以另外被描述为导电主体。也就是说,导电元件很容易允许电子流过。导电元件和电极通常形成电路的一部分。可以制造导电元件的材料的示例包括金属。虽然大多数耐磨金属都是合适的,但不锈钢,例如300和400系列不锈钢,由于其耐腐蚀性而特别理想。已经发现300和316系列不锈钢是特别有效的。

8、多个导电元件可以是彼此分立的分离元件。例如,电极可以包括五个单独的导电元件,它们可以通过柔性元件连接在一起。可替换地,导电元件可以彼此永久地连接。例如,导电元件可以彼此铰接地连接,并且因此能够相对于彼此枢转。铰链可以设置在导电元件在使用中限定电弧的内半径上。导电元件可以各自具有不同的横截面形状和/或长度或范围。所述多个导电元件可以被称为至少在顺应性配置中能够彼此电联接,或者彼此电连通。

9、最外侧导电元件是指位于安装主体远端的导电元件。换言之,当电极被插入到空腔中时,最外侧导电元件是将首先被插入到空腔的开口中的导电元件。导电元件可以被称为电学传导元件。每个导电元件可以被认为限定了相应元件的外表面。当集合的多个导电元件处于顺应性配置时,所述集合的多个导电元件可以被认为限定了电极的整个外表面。

10、安装主体可以是安装凸缘或在使用中可以接合部件的其他对准装置。联接到电极的安装主体可以另外被描述为从安装主体延伸的电极的至少一部分。导电元件中的一个可以固定地附接(例如,螺栓连接)到安装主体。安装主体可以通过抵接的方式与部件接合。也就是说,安装主体的表面可以接合部件的表面。安装主体可以通过例如诸如肘节夹具或销钉的安装固定装置固定就位。优选地,该部件包括特征,例如孔口,这些特征本身可以用于支撑销钉,例如,这些销钉可以用于将安装主体与部件对准。安装主体可以将电极大致居中地对准在空腔内。也就是说,当在沿着空腔的横截面的任何点处截取时,电极,特别是其导电元件,可以沿着轴线基本上居中地设置在空腔中。通过在空腔内对准电极,可以在外电极表面和限定空腔的内壁之间限定基本连续的间隙或空隙。外电极表面和空腔的内壁之间的间隙优选地在半径上在约3mm和约6mm之间,但在一些情况下可以小于约3mm。可以说安装主体提供电极相对于部件的轴向和旋转对准。安装主体可以是大体上实心的主体,或者可以包括一个或多个孔口。也就是说,安装主体可以被描述为限定周界,可选地具有设置在其中的内部结构。安装主体可以被描述为以固定的方式固定电极。

11、安装主体可以是电极对准在空腔中的唯一手段。可替换地,可以结合进一步的支撑。例如,电极的外端可以通过进一步的支撑被支撑在空腔内。在部件是涡轮机器壳体的情况下,可以至少部分地通过(用于涡轮机壳体的)轴向出口或(用于压缩机壳体的)轴向入口提供进一步的支撑。

12、安装主体可以包括垫圈,垫圈可以是非导电(在电学上的)垫圈。非导电垫圈可以将部件的一部分(例如,凸缘)与电化学加工电路和工艺密封或隔离。部件的所述部分因此可以不被抛光,或者材料被侵蚀。安装主体的接合面可以间接地接合其中还结合有垫圈的待加工的部件。也就是说,垫圈可以介于接合面和部件之间。

13、安装主体可以包括歧管。垫圈可以介于歧管和待加工的部件之间。歧管可以包括一个或多个凸台。电极可以联接到每个相应的凸台(例如,一个电极联接到一个凸台)。凸台可以设置在凹部中。每个凹部可以与电解液入口流体连通,使得电解液可以围绕每个电极并沿着每个电极流动,穿过待加工的空腔。

14、电极可以电联接到安装主体。在使用中,可以将负电荷施加到(部分)安装主体(例如,其歧管),以便将负电荷施加到电极。

15、推动装置可以采取一种或多种不同的形式。推动装置可以使用张力、磁性或弹簧偏压。推动装置的示例包括柔性元件(例如,绳索)、电磁体或弹簧。在推动装置是柔性元件的情况下,柔性元件可以被张紧,以便抽动或拉动导电元件使其彼此接合。释放柔性元件中的张力可以允许导电元件相对于彼此移动。对于电磁体或更一般的磁体,可以使用磁性来促使导电元件朝向彼此。在弹簧系统中,导电元件可以朝向彼此偏置,其中导电元件之间的弹簧与铰链相结合。这些只是潜在推动装置的一些示例,并且将认识到还有许多其他可以的选择。柔性元件优选地是非导电柔性元件。

16、被配置为将电极在配置之间转换的推动装置可以另外被描述为能够改变电极的配置或改变配置的推动装置。推动装置被配置为至少将电极从可移动配置转换到顺应性配置,并且推动装置还可以被配置为将电极从顺应性配置转换回可移动配置。可替换地,在推动装置被释放的点处,例如,可以将电极从空腔中抽出,并且导电元件和空腔的内壁之间接触,这将电极从顺应性配置推动到可移动配置。推动装置也可以被认为在被致动时将电极固定或锁定在顺应性配置中。

17、在可移动配置中,导电元件可以在至少一个自由度上相对于彼此可移动。在一个示例中,在可移动配置中,导电元件彼此可铰接地连接,但能够围绕该铰接轴线枢转。在另一示例中,在推动装置是柔性元件的情况下,在可移动配置中,导电元件可以能够相对于彼此自由移动,但是通过柔性元件被束缚。可移动配置便于将电极插入到空腔中,特别是在空腔是非线性几何形状(例如,蜗壳或螺旋几何形状)的情况下。换言之,当电极要插入到非线性空腔中时,例如在空腔包含某种弯曲(使得线性电极不能插入其中)的情况下,可移动配置是有利的。

18、顺应性配置是指一旦电极已经通过安装主体与空腔对准后导电元件的布置。在顺应性配置中,相邻的(例如,连续的)导电元件对准。相邻的导电元件对准以限定基本上连续的外电极表面,该外电极表面可以说沿着空腔的至少一部分与内壁顺应。以另一种方式描述,相邻的(例如,顺序的)导电元件在顺应性配置中彼此对准。例如,在电极已经通过安装主体对准在空腔内的点处,最外侧导电元件可以接触空腔的内壁。如果启动电化学加工工艺,则这种接触可能导致短路并有损坏部件的风险。通过使用推动装置将导电元件放置在顺应性配置中,导电元件彼此对准,使得外电极表面与空腔顺应并避免电极与空腔之间的任何接触。在顺应性配置中,电极可以说是彼此刚性接合,从而基本上防止了相对于彼此的任何移动。一个示例可以是导电元件包括平面,并且在顺应性配置中,各个导电元件的平面彼此接合以将导电元件固定到位。电极可以被描述为保持在固定布置中(例如,导电元件之间没有相对移动),同时处于顺应性配置中。电极可以被描述为在顺应性配置中是静止的。在顺应性配置中,电极可以具有至少部分非线性的几何形状。以另一种方式描述,电极在顺应性配置中可以是至少部分弓形的(例如,沿着其范围或长度至少部分弓形)。在顺应性配置中,电极可以是完全弓形的。电极可以在顺应性配置中具有线性和非线性几何形状的组合(例如,在弯曲之前直线延伸给定距离)。在存在多个电极的情况下,上述内容可以应用于一个或每个电极。

19、基本上连续的外电极表面可以被描述为在导电元件之间的连接线处、在一些离散位置处仅具有非常小间隙的连续外电极表面。因此,当导电元件处于顺应性配置时,外表面可以被描述为连续的。

20、有利地,电化学加工可以实现类似于抛光标准的表面光洁度。可以改善表面粗糙度为6-18pm(微米)ra的砂铸表面光洁度,并且使用电化学加工将表面光洁度降低到0.5-5pm ra之间。此外,使用电化学加工获得的表面光洁度可以在几分钟内实现,这比传统抛光的情况快得多。有利地,电化学加工可以用于为许多不同的导电材料提供改进的表面光洁度,所述导电材料包括但不限于铝、铸铁和不锈钢。此外,可以在导电主体和内壁之间没有任何接触的情况下发生电化学加工。

21、有利地,电极组件可以用于电化学加工各种不同的空腔几何形状。例如,空腔可以是蜗壳(即,涡轮机器壳体的一般螺旋形的几何形状)。电极组件可以用于容易地电化学加工非线性空腔(即,包含至少一个弯曲的空腔,使得刚性线性电极不能延伸通过该弯曲)。

22、有利地,上述电极组件有利于空腔的电化学加工,而不需要电极组件和空腔之间的接触。也就是说,电极可以仅通过安装主体接合部件的外部而对准在空腔内。由于电极相对于部件(特别是在空腔内)的顺应性对准的原因,电极组件可以提供可重复的表面光洁度。除了改善空腔的表面光洁度外,电极组件还可以用于通过在电化学加工工艺中使用电极组件来提高部件的空腔的公差。

23、推动装置可以包括柔性元件。

24、柔性元件可以被配置为在顺应性配置中将导电元件抽拉成彼此接合。

25、推动装置可以包括单个柔性元件。或者,推动装置可以包括多个柔性元件。在推动装置包括单个柔性元件的情况下,柔性元件可以延伸穿过每个导电元件并且以u形方式穿过最外侧导电元件在其自身上折回。当操作者拉动柔性元件时,柔性元件可以被张紧,以便将导电元件拉到彼此接合并且基本上防止导电元件之间的相对运动。柔性元件可以包括绳索或金属线。绳索可以是织物绳索。绳索可以包括多个股线(例如,交织的股线)。柔性元件可以是金属绳。在优选实施例中,柔性元件是绳索。

26、有利地,柔性元件提供了一种简单的推动装置,该推动装置可以可靠且重复地用于将电极转变为顺应性配置。如果需要,可以容易地更换柔性元件。柔性元件也是操作者使用的直观的推动装置。

27、可以为每个电极提供推动装置。在推动装置是柔性元件并且电极组件包括多个电极的情况下,因此电极组件可以包括呈两个柔性元件形式的两个推动装置。一个柔性元件可以与每个电极相关联。例如,在柔性元件是绳索的情况下,单个绳索可以延伸穿过每个电极。柔性元件(例如,绳索)可以向后折(例如,以u形方式),使得单个柔性元件在两个分开的位置延伸穿过电极。或者,柔性元件(例如,绳索)可以不向后折,并且可以在一次通过中连续地延伸穿过每个导电主体(例如,使得柔性元件的“自由”端通常位于电极的相对端处)。柔性元件可以被同时拉动或致动,以便使两个电极对准在各自的空腔内。手动肘节夹具可以用于致动或拉动柔性元件。或者,可以使用电子或气动致动装置来致动或拉动柔性元件。柔性元件(例如,绳索)可以延伸穿过相关电极的每个导电元件。更一般地,推动装置可以延伸穿过相关电极的每个导电元件。推动装置可以至少部分地或完全地延伸穿过相关电极。

28、在推动装置包括柔性元件的情况下,简单地释放柔性元件可以提供在导电元件之间的一定程度的移动。然而,当电极从空腔中抽出时,柔性元件中的松弛意味着导电元件之间可以发生更多的移动,以便于从空腔中移除元件和电极。当电极被抽出并且导电元件的外表面接触内壁时,电极,特别是其导电元件,可以被空腔的内壁偏转。这种偏转通过电极处于可移动配置是可以允许的。

29、多个导电元件中的每一个都可以包括多个通道。多个导电元件中的每一个可以仅包括单个通道。

30、多个通道可以具体地是两个通道。也就是说,多个导电元件中的每一个都可以包括一对通道。通道可以从导电元件的一端延伸到另一端,或者从第一端延伸到相对的第二端。

31、通道可以是孔。这些通道可以另外地被描述为空腔。

32、多个通道可以说是延伸穿过导电元件。至少内侧导电元件可以包括延伸穿过其中的多个通道。

33、柔性元件可以通过多个通道接纳,以将导电元件彼此束缚。

34、可通过多个通道接纳的柔性元件可以另外被描述为可通过通道插入的柔性元件。柔性元件可以由通道接纳,然后在电极组件的整个寿命期间保持在通道中。束缚导电元件旨在意味着,尽管允许元件之间的相对移动,但导电元件之间的移动范围仍有一定程度的限制。例如,即使当推动装置未被致动(例如,绳索未被张紧)时,最外侧导电元件仍然保持附接到其它元件,尽管其处于最外面的位置。

35、多个通道可以以这样的方式定位,即柔性元件的张紧可以可靠地将导电元件拉成在顺应性配置中彼此接合。

36、单个柔性元件可以使一个电极的导电元件彼此束缚。也就是说,对于每个电极可以有一个柔性元件。柔性元件可以以u形方式沿着电极折回。柔性元件的外端可以延伸超过导电元件。

37、多个绳索可以将一个电极的导电元件彼此系缚。也就是说,对于每个电极可以有多个绳索。

38、有利地,柔性元件可通过通道接纳意味着柔性元件被安全地选择路径通过导电元件。这意味着柔性元件可以不暴露于可能会损坏柔性元件并缩短电极组件的寿命的电解液。

39、柔性元件可以通过使用拉线式布置插入穿过通道。也就是说,柔性元件可以附接到半刚性金属线、杆或细丝上,然后将其推动通过通道(在此过程中,用它拉动柔性元件,通过通道)。可能的拉线的一个示例是焊条。

40、每个通道可以沿着其穿过相应的导电元件的长度具有非线性轮廓。

41、沿着其长度具有非线性轮廓的通道旨在意味着通道不简单地具有单个线性轴线(即,不直)。相反,通道可以沿着它们的长度是弓形的,并且由至少两个以一定角度结合在一起的线性轮廓限定。

42、有利地,已经发现提供具有非线性轮廓的通道可以提高处于顺应性配置的导电元件彼此对准的顺应性,其中柔性元件被用作推动装置。

43、对于给定的导电元件,通道可以彼此远离地设置。

44、当截取在导电元件的某个横截面处时,彼此远离地设置的通道可以另外被描述为彼此相对远离地设置。例如,如果导电元件具有大致三角形的横截面,则可以在导电元件的拐角附近设置通道。类似地,如果导电元件具有正方形轮廓,则可以以彼此对角相对的方式设置通道。像这样,可以说通道通过导电元件的横截面通常彼此相对。通道也可以说设置在导电元件的外围处。以另一种方式描述,可以远离导电元件的横截面的中心设置通道。

45、有利地,已经发现提供彼此远离的通道会提高导电元件在致动推动装置时彼此对准的顺应性和可靠性。

46、在最外侧导电元件中设置的多个通道可以合并成单个开口。

47、单个开口可以靠近电极的最外末端或端部。如上所述,最外侧导电元件是离安装主体最远或远端的导电元件。最外侧导电元件中的多个通道合并成单个开口可以另外被描述为柔性元件能够延伸穿过最外侧导电元件中的通道中的一个并且折回,然后延伸穿过通道中的另一个。因此,柔性元件可以沿着u形路径穿过最外侧导电元件。

48、有利地,使多个通道合并成单个开口意味着单个柔性元件可以自身折回,并且单个柔性元件能够形成推动装置。换言之,操作者能够抓握单个柔性元件的两端确保通过柔性元件施加的任何张力被传递到导电元件。这也消除了将柔性元件的“自由”端固定到最外侧导电元件的端部并由其保护的需要。

49、单个开口还意味着,如果需要,例如由于使用中的维护,可以更容易地更换柔性元件。单个开口还有利地意味着柔性元件不暴露在最外侧导电元件的最外末端附近,这是由于开口限定了保护性凹部。

50、每个导电元件都可以包括:

51、靠近安装主体的第一端;以及相反的第二端,其远离安装主体。

52、第一端和第二端可以被描述为每个导电元件的外端。换言之,可以是第一端和第二端在顺应性配置中接合相邻的导电元件的对应端部。

53、对于至少内侧导电元件,第一端和第二端中的一个或多个可以包括对准特征,该对准特征被配置为将相应的导电元件与相邻的导电元件对准。

54、对准特征可以具体地被配置为将相应的端部与相邻的导电元件的近端对准。

55、内侧元件旨在是指不在电极的任一端处的导电元件。换言之,如果第一导电元件联接到安装主体,则内侧导电元件是指介于第一导电元件和最外侧导电元件之间的每个元件。在一些布置中,例如可以存在三个内侧导电元件。内侧导电元件可以另外被描述为在中间、中心或介于导电元件之间。可以存在多个内侧导电元件。在优选布置中,每个内侧导电元件的端部包括至少一个对准特征。

56、有利地,上述布置提供了可重复和可靠的有用的引导/对准功能。

57、对准特征可以包括对准面、突起和凹部中的一个或多个。

58、对准面是指能够与相邻的对准面接合的面。所述对准面可以是平坦面或弓形面。对准面可以有利地提供定位和/或密封功能。

59、在一些实施例中,对准面可以是平坦面。平坦面可以另外地被描述为基本平坦的边界。平坦面可以围绕相应的突起或凹部,并且可以限定导电元件的端部的周边。该平坦面可以被描述为抵接面。

60、突起和凹部可以采取榫眼和凸榫式相互作用的形式,由此突起被接纳在凹部内以对准导电元件。然后,周围的平坦面可以彼此接合,以提供导电元件之间的轴向或纵向对准。当处于顺应性配置时,这种布置提供了基本上连续的外电极表面,在导电元件之间的连接线处只有非常小的间隙。

61、在优选布置中,内侧导电元件的每个第一端包括围绕凹部的平坦面。在优选布置中,内侧导电元件的每个第二端都包括围绕突起的平坦面。然而,应当理解的是,在其他布置中,这些布置可以颠倒(例如,凹槽可以设置在第二端处)。

62、突起可以进一步包括圆形或圆角的边缘,以减少磨损并进一步帮助元件。

63、有利地,当电极处于顺应性配置时,平坦面还提供相邻导电元件之间的可靠的电联接。这确保即使最外侧导电元件也电连接到电源,即使电源仅直接连接到例如第一导电元件。

64、该突起可以是细长的且相对较窄的突起。因此,该突起可以被描述为突片、键或舌片。该突起可以由相应的凹部接纳。该凹部可以类似地是细长的并且是窄的。凹部一般可以与突起的外部轮廓相匹配。该凹部可以被描述为狭槽、凹槽或键槽。突起和凹部可以形成舌片和凹槽、键和键槽、或者突片和狭槽布置。

65、在一些实施例中,无论导电元件的配置如何,突起都可以保持被狭槽接纳。例如,当导电元件处于可移动配置、顺应性配置或其间的任何配置时,突起可以至少部分地由凹部接纳。

66、有利地,无论导电元件的配置如何,突起都至少部分地由凹部接纳,这在从可移动配置转变到顺应性配置期间改善了导电元件的位置对准。这可以通过减少相邻导电元件之间的移动自由度的数量来实现。

67、每个内侧导电元件可以包括:在第二端处的突起和周围的对准面;以及在所述第一端处的凹部和周围的对准面;其中,突起可由相邻导电元件的相应凹部接纳。

68、该突起可以被描述为公对准特征。该凹部可以被描述为母对准特征。

69、导电元件可以彼此铰接地连接。

70、彼此可铰接地连接的导电元件可以另外被描述为彼此可枢转地连接的导电元件。可铰接地彼此连接的两个导电元件还包括元件之间的一定程度的平移运动(例如,在凸轮铰链的情况下)。

71、有利地,导电元件彼此铰接地连接意味着导电元件无论是在可移动配置中还是在顺应性配置中都保持彼此连接。因此,可以降低导电元件彼此分离的风险(例如,在以其他方式采用钩状连接机构的情况下)。导电元件彼此铰接地连接也有利地意味着电极的任何导电元件在使用中分离的风险降低。

72、铰链销可以延伸穿过每对突起和相应的凹部,以铰接地连接相邻的导电元件。

73、铰链销可以另外被描述为暗榫。铰链销可以说限定了轴线。铰链销可以延伸穿过每个相邻导电元件的孔,或者,在优选实施例中,延伸穿过细长孔和一对孔(即,当电极转变到顺应性配置时产生轻微的平移运动)。

74、该突起包括钩状部分。

75、钩状部分可以被描述为手指状。钩状部分可以从突起的端部延伸。相应的凹部可以至少接纳钩状部分。由于抵接部分的存在,所以相应的凹部通常可以变窄,或者在范围上减小。换言之,凹部的尺寸通常可以从导电元件的端部开始增大。

76、突起和凹部可以形成闩锁或锁定布置,其基本上防止导电元件的轴向分离。可以通过附着在抵接部分上的钩状部分而基本上防止导电元件的分离。

77、实现连接导电元件的布置的一种方式是相邻导电元件之间的卡口式相互作用。例如,一个(第一)导电元件可以包括狭槽,而相邻的(第二)导电元件包括相应的突起。该突起可以被插入到狭槽中并由狭槽接纳(例如,通过在第一偏移方向上朝向彼此推动导电元件)。一旦突起脱离狭槽,则导电元件中的一个可以旋转(相对于另一个导电元件),以便大致对准导电元件并防止导电元件的无意分离。在一个示例中,导电元件可以相对于彼此旋转约90°。可以在狭槽后方设置空腔,以提供一旦突起脱离狭槽就可以接纳突起的空间。

78、由于突起和凹部之间(特别是钩状部分和其抵接部分之间)的互连,导电元件可以在顺应性配置和可移动配置中保持彼此连接,例如菊花链彼此连接。

79、突起,特别是其钩状部分,可以被操纵(例如,部分旋转)出凹部以断开导电元件。从而避免了导电元件的不经意的断开。

80、通道可以至少部分地凹入到突起中。这可以另外地被描述为柔性元件至少部分地通过突起被接纳。

81、有利地,这种布置提供了改进的对准,并且在使用中也保护了柔性元件。

82、电极的横截面形状沿着电极的长度可以是非恒定的。

83、电极的横截面形状是指当沿着电极的长度截取横截面时导电元件的外部几何形状。换言之,它指的是在截取横截面时导电元件的结合外表面。横截面形状沿着电极的长度是非恒定的,这旨在意味着电极有效地具有沿着电极的长度变化的横截面形状。例如,在安装主体附近,电极可以具有大致矩形的横截面,沿着电极的一半,电极可以具有大致梯形的横截面,并且朝向外末端,电极可以具有大致三角形的横截面。

84、具有非恒定横截面形状的电极有利地意味着电极的外表面可以更紧密地与电极在使用中插入其中的空腔顺应。也就是说,电极的横截面形状可以由电极要插入其中的空腔确定,或者至少受其影响。应当记得,在外电极表面和空腔的内壁之间存在基本上连续的空隙或间隙是有利的。因此将理解为什么电极的横截面形状可以根据空腔的横截面的形状而变化。

85、电极组件可以进一步包括设置在最外侧导电元件的至少末端上的帽。

86、帽可以被称为保护帽、外帽或外主体。设置在最外侧导电元件的至少末端上的帽意味着最外侧导电元件的末端(即,远离或最远离安装主体的点)在使用中不暴露。帽可以由尼龙或另一非导电材料(例如,非导电塑料)制成。帽可以是牺牲帽,因为它可以周期性地更换。帽可以例如在整个最外侧导电元件上延伸,或者在最外侧导电元件的长度的至少一半上延伸。

87、帽可以在径向上比最外侧导电元件的外端大约1mm和约2mm之间。

88、有利地,帽提供了对最外侧导电元件的保护功能。应当理解,当电极以可移动配置插入时,在插入期间的某点处,最外侧导电元件将接触空腔的内壁。正是这种接触最初意味着导电元件可以移动并被粗略地引导通过空腔(即,被偏转),然后推动装置被致动,以便在空腔内适当地对准导电元件和电极。提供保护帽有利地意味着减少了对最外侧导电元件的磨损,并且还降低了损坏部件的风险。在推动装置在使用中失效的情况下(可能导致导电元件的脱离以及最外侧导电元件和部件之间的接触),帽可以被描述为紧急间隔件。

89、安装主体可以是对准凸缘。

90、对准凸缘是指具有至少一个平坦面并且能够邻接部件的主体。对准凸缘可以邻接部件的对应的对准凸缘。对准面可以被描述为接合面。

91、有利地,安装主体是对准凸缘意味着肘节夹具或销钉或另一固定装置可以容易地用于将对准凸缘联接到部件。因此,电极可以很容易地对准,并且当对准凸缘已经正确地接合部件(指示电极要正确地对准)时,操作者是清楚的。

92、安装主体可以包括延伸穿过其中的一个或多个电解液孔口。

93、电解液孔口可以另外地被描述为孔。电解液孔口优选地延伸穿过整个安装主体。这可以另外地被描述为延伸穿过安装主体的整个厚度。

94、有利地,提供通过安装主体的一个或多个电解液孔口意味着使用安装主体可以容易地将电解液流引入通过电极(在电极和内壁之间)。因此,安装主体可以形成挡板的一部分,以降低电极泄漏的风险。安装主体中的电解液孔口可以提供电解液入口或排放出口的一部分,这取决于正在加工的部件和使用中的参数。

95、安装主体可以仅包括一个电解液孔口或多个电解液孔口。安装主体可以包括用于每个电极的一个电解液孔口。

96、安装主体可以包括一体式汇流排。

97、与安装主体成一体式汇流排包括安装主体和作为单个部件的汇流排。汇流排可以包括一个或多个孔,这些孔可以用作插座,电连接件可以被接纳到插座中。该插座可以接纳插入件,例如铜或不锈钢插入件,以帮助连接。

98、有利地,通过使汇流排与安装主体成为一体,减小了汇流排和安装主体之间的电压降。希望在电化学加工过程中保持低电压降以保持高效率。

99、安装主体可以以整体布置的方式将电功率从汇流排有效地传输到电极和电解液导管。因此,安装主体可以在电化学加工工艺中构成阴极。

100、安装主体可以与电极的第一导电元件成一体。

101、与电极的第一导电元件成一体的安装主体旨在包括被制造为单个主体的安装主体和电极的第一导电元件。与电极的第一导电元件成一体的安装主体还旨在包括安装主体和导电元件分开制造并在随后的制造步骤(例如,焊接)中接合的布置。

102、有利地,使电极的第一导电元件与安装主体成为一体显著地改善了电极在待加工的空腔内的对准。这对于电化学加工是特别有利的,其中外电极表面和空腔的内壁之间的间隙是一个重要参数。

103、安装主体可以包括分布在电极周围的多个电解液通道。

104、电解液通道可以说至少部分延伸穿过安装主体。电解液通道可以在安装主体的接合面和背面之间(例如,安装主体的两个主要面之间)延伸穿过或通过安装主体的整个范围。

105、多个电解液通道可以包括四个电解液通道。电解液通道可以被描述为排放通道。多个电解液通道可以均匀地分布在电极周围。多个电极通道可以偏离电极的周边并分布在电极的周边周围。所述多个电极通道可以延伸穿过所述电极。具体地,它可以是分布在电极周围的多个电解液通道的至少下游端。多个电解液通道的下游端可以被描述为排放孔口。多个电解液通道的下游端可以被描述为电解液在电极周围(并进入到待加工的空腔中)的入口点。电解液通道的下游端可以限定在安装主体的接合面中。电解液通道可以是孔。电解液通道可以在电解液流动的方向上倾斜。多个电解液通道中的每个电解液通道的体积可以相等。电解液优选相等地分布在多个电解液通道中的每个电解液通道之间。电解液通道中的每一个可以限定穿过其中的相等的有效流动面积。在要加工的部件包括多个具有不同(例如,不相等)横截面面积的空腔(例如,具有在给定点处具有不同横截面面积的两个蜗壳的涡轮机壳体)的实施例中,可以调节电解液通道的相应阵列(例如,其下游端)以提供通过每个空腔的均匀(例如,相等)的电解液流量。也就是说,可以改变电解液通道的下游端(例如,排放孔口)的大小和/或几何形状,以调节该空腔的电解液流的速度,从而调节质量流量。

106、多个电解液通道,优选其下游端,可以均匀地分布在电极周围。均匀分布旨在包括连续的均匀分布(例如,电解液通道的下游端以大致重复的图案围绕电极的整个周边延伸)和不连续的均匀分布(例如,设置在电极的两侧处的电解液通道的两个系列的下游端,仅沿这两侧均匀分布)。

107、在包括多个电极的实施例中,电解液通道的相应多个或阵列可以分布在每个电极周围。

108、有利地,结合分布在电极周围的多个电解液通道使得在电化学加工期间电解液流更均匀地分布在电极周围。已经发现这可以避免不期望的流动特性,例如再循环区域,在该再循环区域中,绝缘氢氧化物(电化学加工的副产物)会以其他方式再循环,并降低电化学加工的效率或防止电化学加工在这些区域中发生。

109、电解液通道和/或电解液导管可以被称为电解液输送系统。电解液通道的分布可以说与电极的外表面顺应(例如,遵循电极的外表面)。

110、电解液通道可以是弓形空腔。

111、弓形空腔旨在至少指下游端处的电解液通道的横截面几何形状。在优选实施例中,电解液通道的下游端占据或延伸大约电极周长(周边)的四分之一。因此,四个电解液通道的组合有效地围绕电极的整个周边延伸。对于具有n个电解液通道的实施例,电解液通道的下游端优选地出现在电极周边(靠近安装主体)的比例的1/n附近。

112、有利地,电解液通道是弓形空腔意味着流可以环绕至少部分弓形电极被平滑地引导。

113、电解液通道的横截面面积可以从上游端到下游端变化。

114、电解液通道的横截面面积可以从上游端到下游端增加(例如,垂直于流动方向)。或者,电解液通道的横截面面积可以从上游端到下游端减小。

115、有利地,电解液通道的横截面面积变化意味着电解液导管可以用于供给电解液通道,同时电解液通道引导围绕电极(例如,其周边)的流,以提供高效的电化学加工。

116、电解液通道可以由一个或多个肋限定。

117、所述一个或多个肋可以在上游端处呈锥形。所述一个或多个肋可以包括在上游端处的横截面面积的减小。所述一个或多个肋在上游端处可以具有大致流线型的几何形状。

118、每个电解液通道优选地由至少两个肋限定。肋指的是通常细长的材料体,就其长度而言,这些材料体相对较薄。至少一个肋可以将每个电子通道彼此分开。

119、有利地,已经发现这样的几何形状可以分割(例如,分隔)(整体)电解液流,而不会在电解液流中引起涡流和/或湍流。一个或多个肋的存在还有利地提供了与电解液接触的更高的表面积,使得在电解液进入待加工的空腔之前,电解液可以由安装主体(其中电解液导管电连接到安装主体[例如与安装主体成一体])充电。这可以称为预充电。

120、用肋限定电解液通道还提供了通过电解液通道的相对较高的有效流动面积(例如,减少或避免了流动限制)。

121、电极组件可以进一步包括电解液导管。

122、电解液导管可以另外被称为电解液供应或电解液进料部。电解液导管的范围(例如,长度)可以是轴向的(即,直的)或者可以包括一个或多个弓形部分(例如,弯曲的)。电解液导管优选地具有圆形横截面。

123、电解液导管可以由导电材料制成。电解液导管可以由与安装主体相同的材料制成。

124、有利地,电解液导管以均匀的方式向安装主体提供用于电化学加工工艺的电解液。电解液导管可以与安装主体成一体(例如,包括与安装主体一起制造为单个部件的电解液导管,在单独的制造工艺中[例如,焊接]将电解液导管接合到安装主体)。

125、电解液导管可以垂直于安装主体延伸。

126、垂直于安装主体延伸的电解液导管可以另外被描述为垂直的电解液导管。以另一种方式描述,可以说电解液导管从安装主体突出,优选地从安装主体的背面突出。垂直于安装主体延伸的电解液导管通常将电解液导管与电极的至少第一导电元件对准,使得流动通过电解液导管的电解液在朝向电极和围绕电极移动时不会显著改变方向。电解液导管优选地位于多个电解液管道被并入的多个电解液通道的上游。

127、电解液导管可以与安装主体电连通。

128、电解液导管与安装主体电连通旨在意味着电解液导管以与电解液导管相似或相同的电势被提供。在电解液导管与安装主体成一体的情况下,电解液导管与该安装主体电连通。电解液导管优选地保持在与安装主体的其余部分相同的电势下。电解液导管可以被认为限定电极的一部分,其中电极和电解液导管都电连接到安装主体。类似地,安装主体可以被认为限定了电极的一部分。

129、有利地,当电解液流过电解液导管时,电荷可以通过电解液导管转移到电解液,以在电解液进入待加工的空腔之前对电解液进行预充电。已经发现这可以提高空腔的上游端处的加工质量。

130、电解液导管的延伸范围至少为围绕导管的横截面的主尺寸。

131、电解液导管的延伸范围也可以另外地称为电解液导管的长度。在电解液导管是圆形导管(例如,圆形管)的情况下,主尺寸可以另外称为直径,优选地称为内径。对于矩形导管,横截面的主尺寸是矩形边中较长的边。如果电解液导管具有可变的横截面,则主要直径是指最大(内部)主要直径。然而,电解液导管优选地具有均匀的或恒定的横截面。电解液导管的范围可以向上延伸直到电解液流被分开的点(例如,电解液通道的上游)为止。

132、有利地,已经发现具有至少围绕导管的横截面的主尺寸的范围的电解液导管提供了期望的流动引导特性,并且在导管电连接到安装主体的情况下还向电解液提供一定程度的预充电。

133、电解液导管的延伸范围可以为至少等于导管的横截面的主尺寸的大约三倍或更多倍。

134、电解液导管的延伸范围可以为导管的横截面的主尺寸的至少大约六倍。

135、有利地,已经发现具有导管的横截面的主尺寸的至少大约六倍的范围的电解液导管为电解液提供了期望的预充电效果。此外,已经发现长度是主尺寸的大约六倍的电解液导管向电解液通道提供低湍流的电解液流,从而产生高效的电化学加工。

136、电解液导管可以具有等于导管的横截面的主尺寸大约六倍的延伸范围。

137、该电极可以是第一电极;并且包括相应的多个导电元件的第二电极可以联接到安装主体。

138、包括两个电极的电极组件可以另外被描述为双电极布置。电极组件可以说包括一对电极(即,第一电极和第二电极),或者可以包括另外的电极。

139、有利地,提供联接到安装主体的一对电极意味着可以使用单个安装主体来锚定或对准两个电极。这减少了操作者将电极组件对准并联接到部件所需的步骤数量。

140、电极可以共享单一的、共同的推动装置。或者,电极组件可以包括与每个电极相关联的推动装置(即,具有用于两个电极的两个推动装置,等等)。

141、包括多个电极的电极组件对于双蜗壳涡轮机壳体的电化学加工蜗壳是特别有利的。双蜗壳涡轮机壳体旨在意图具有一对离散蜗壳的涡轮机壳体,该蜗壳具有相关联的横截面面积,其可以在沿着蜗壳的范围的某个点处会聚以形成单个蜗壳。双蜗壳涡轮机壳体可以是不对称或对称的双蜗壳布置。

142、根据本发明的第二方面,提供了一种使用根据本发明的第一方面的电极组件对部件的空腔进行电化学加工的方法,该方法包括:

143、当电极处于可移动配置时,将电极的最外层且连续的导电元件穿过空腔的开口并沿着空腔插入;

144、将安装主体联接到部件以使电极在空腔内对准,并致动推动装置以将电极从可移动配置转换到顺应性配置,导电元件由此限定与空腔的内壁的至少一部分顺应的基本连续的外电极表面;以及

145、向电极施加负电荷,并提供穿过空腔的电解液流以从空腔的内壁去除材料。

146、部件可以接地。将部件接地意味着基本上任何静电都会从部件中释放出来。有利地,这意味着当柔性电极带负电并因此形成阴极时,工件由于具有更大的正电荷而有效地形成阳极。因此,将部件接地,与提供电解液组合在一起,就完成了电路,以便于对部件进行电化学加工。该部件可以连接到电源的正极端子(以限定阴极)。电极可以连接到电源的负端子(以形成阳极)。

147、通过开口插入电极可以被描述为电极被插入到空腔中。可以说电极穿透空腔。沿着空腔插入电极旨在意味着电极至少部分穿过空腔的范围或长度。电极可以穿过整个空腔,即电极的远端可以邻接空腔的端壁、端点或末端。或者,电极可以仅延伸穿过空腔的一部分。也就是说,在使用中可能仍有一定范围的空腔未被电极占据。

148、连续导电元件旨在是指有效地位于最外侧导电元件上游的导电元件。换言之,可以理解,在将电极插入到空腔的开口中时,最外侧导电元件将首先插入,然后是与最外侧导电元件相邻的下一个导电元件。该插入可以另外地被描述为导电元件的顺序插入。导电元件可以被描述为以端到端的方式布置。导电元件可以被描述为被连续地布置。

149、开口可以是圆形开口或者具有另一几何形状的开口。该开口可以另外被称为孔口。

150、电极的导电元件可以沿着空腔插入,使得导电元件和电极更一般地占据空腔的整个范围或长度。可替换地,电极和组成导电元件可以仅沿着空腔插入一部分(例如,使得空腔的一部分没有电极)。

151、当电极处于可移动配置时导电元件的插入旨在意味着当电极被插入时导电元件可以相对于彼此移动。有利地,这意味着电极可以插入到复杂的空腔中,例如涡轮机器壳体的蜗壳,同时有效地与空腔顺应(以便提供有效的电化学加工操作)。

152、可以通过安装主体与部件接合的方式发生安装主体到部件的联接。可以使用临时固定装置将安装主体临时固定到部件。示例包括使用销钉,其可以将安装主体的孔与部件中的相应的孔对准,或者使用肘节夹具将安装主体固定到部件。在优选的布置中,并且在部件是涡轮机器壳体的情况下,安装主体可以具体地与涡轮机器壳体的凸缘接合。

153、将电极在空腔内对准旨在意味着,当在横截面中观察时,电极基本上在空腔内位于中心,使得在导电元件的外部和空腔的内壁周围存在基本上连续的空隙或间隙。

154、致动推动装置可以另外被描述为将电极从可移动配置转变为顺应性配置。致动推动装置可以采取多种形式中的一种,这取决于结合了哪种推动装置。在推动装置是柔性元件的情况下,致动推动装置可以包括张紧柔性元件。在推动装置是弹簧和铰链系统的情况下,推动可以基本上自动发生。在推动装置是诸如电磁系统的电气系统的情况下,致动推动装置可以包括激活电磁体以使导电元件朝向彼此。致动优选以可重复和非破坏性的方式发生,使得在电化学加工操作之后可以随后释放致动并且取出电极。

155、推进装置可以被描述为在发生电化学加工的同时或至少在发生电化学加工之前将导电元件固定在顺应性配置中。在进行电化学加工的同时,电极优选在几何形状上基本上固定(例如,导电元件之间基本上没有相对运动)。电极可以在电化学加工的持续时间内保持为处于顺应性配置。

156、限定基本上连续的外电极表面的导电元件可以另外被描述为组成导电元件的外表面,所述组成导电元件基本上彼此对准以限定整个外电极表面。基本上连续旨在是指在导电元件之间可能存在小间隙,例如连接线,但表面以其他方式对准,以限定大体上连续且单一的表面。

157、与空腔的内壁的至少一部分相顺应的外电极表面旨在意味着外电极表面在空腔的至少一部分范围内通常遵循内壁的轮廓,从开口向空腔的远端移动。如上所述,在使用中,电极不能沿着空腔的整个长度放置,因此电极只能沿着空腔的范围延伸一部分。外电极表面优选地符合空腔的内壁的范围,该范围基本上等于电极的长度。换言之,电极优选地沿着电极的整个长度与空腔顺应。

158、向电极施加负电荷旨在意味着电极带负电荷。换言之,在上述电化学加工工艺中,电极是阴极。可以通过将柔性电极连接到电源来施加负电荷。电源可以是dc(直流)电源。

159、电极可以电连接到电源,该电源可以是dc电源。如果需要,dc电源也可以容易地调节。导电元件中的至少一个可以直接连接到电源。当电极处于顺应性配置时,导电元件之间的接合可以将导电元件电联接在一起,使得电源甚至间接连接到最外侧导电元件。

160、dc电源可以具有至少约100a的输出安培数。已经发现具有至少100a的输出安培数的dc电源对于与电化学加工工艺一起使用是有效的。输出安培数可以是约140a、或约1ka、或约1.5ka或约2.5ka。输出安培数可以高达约5ka。

161、dc电源可以具有至少约10v的输出电压。应该理解,输出电压可以是-10v,这取决于输出是来自电源的哪个端子。输出电压可以是约20v、约30v或约40v。出于健康和安全原因,希望输出电压不超过约50v。

162、电源可以在约40v下提供约1.5ka(即,60kw电源)。电源可以在约40v下提供大约2.5ka(即,100kw电源)。

163、提供电解液流可以包括泵送电解液。泵送电解液可以提供电解液流。电解液可以是盐水或提供离子流的任何其他流体。弱酸溶液是合适的电解液的另一个示例。电解液可以包括硝酸钠和/或氯化钠。浓度可以在按体积计从约15%到约30%的范围内。在包括硝酸钠和氯化钠的组合的情况下,硝酸钠与氯化钠的比率按体积计可以是例如约80:20、约70:30或约60:40。电解液可以由按体积计在约15%和约30%之间的浓度100%硝酸钠组成。

164、泵送电解液流通过空腔可以被描述为促使电解液流通过开口、沿着空腔并经由排放出口离开空腔。电解液流可以使从内壁去除的材料悬浮,穿过空腔,并经由排放出口离开空腔。

165、从内壁去除材料可以称为抛光内壁。从内壁去除材料可以另外被称为减少内壁的表面粗糙度。从内壁去除材料可以被称为改善内壁的表面光洁度。

166、该方法不限于按照权利要求中所述的顺序执行步骤。例如,可以在电极通过开口并沿着空腔插入之前将负电荷施加到电极(尽管在实践中,预期在接通电源并施加电荷之前将电极完全插入到空腔中)。类似地,可以在插入电极之前将电解液泵送通过空腔。也就是说,可以在将负电荷施加到电极之前插入电极。类似地,可以在已经插入电极之后,并且可选地在负电荷被施加到电极之后,将电解液泵送通过空腔。

167、有利地,上述方法意味着可以对相对复杂的空腔进行电化学加工,否则该空腔可能不会被电化学加工。因此,一般地说,通过使用该工艺,可以以可重复和可靠的方式提高空腔的内壁的表面光洁度和/或空腔的公差。

168、有利地,转换导电元件所处的配置的能力意味着电极可以插入穿过复杂几何形状的空腔,并且一旦电极在空腔内对准,就致动推动装置,使得导电元件随后被拉成彼此接合。这通过确保外电极表面与内壁成面对关系并且在它们之间限定基本上连续的空隙来提高工艺的可重复性。该工艺有利地在该工艺期间不需要电极和内壁之间的任何接触。

169、该方法还可以包括释放推动装置,将安装主体与部件解耦,并将电极从空腔中抽出,当电极从空腔中抽出时,电极转变为可移动配置。

170、释放推动装置可以另外被描述为使推动装置的致动失效或反转。释放推动装置可以包括从柔性元件释放张力、停用电源以使电磁体断电或类似情况。

171、将安装主体与部件失去联接可以另外描述为将安装主体从部件上分离,或者移除将安装主体固定到部件的固定装置。安装主体随后可以与部件分离,以便将电极从空腔中抽出。将电极从空腔中抽出可以另外地被描述为将电极从空腔中拉回,同时将安装主体与部件分离,从而在空腔内提供逐渐减小的电极范围。

172、当电极从空腔中抽出时,电极转变为可移动配置可能发生在推动装置被释放的点处。或者,例如在推动装置是柔性元件的情况下,释放推动装置可以包括放松柔性元件中的张力,但是导电元件可以保持基本上彼此对准,直到导电元件接触内壁以增加导电元件之间的间隔这样的时刻为止。换言之,导电元件可以保持彼此接触,直到导电元件通过接触内壁而偏转。这样,推动装置可以被描述为锁定装置或类似装置,其将导电元件固定在顺应性配置中,但是当脱离时意味着导电元件然后可以分离。

173、当电极从空腔中抽出时,电极转变为可移动配置有利地意味着具有复杂几何形状的空腔,例如涡轮机壳体的蜗壳,仍然可以使用电极进行加工。例如,几乎任何空腔都可以用电极进行加工,因为电极能够通过可移动配置和顺应性配置有效地与空腔的内壁顺应。

174、可以在向电极提供操作功率之前进行低功率测试。

175、低功率测试是指在已经启动推动装置之后对系统进行的初始检查。可以运行低功率测试来检查是否存在任何短路,这可能表明电极和部件之间存在(不希望的)接触。换言之,失败的低功率测试可能指示空腔内的电极未对准。

176、成功的低功率测试为操作者提供了电极在空腔内正确对准的指示。然后操作者可以向电极提供操作功率,以开始电化学加工工艺。操作功率可以被描述为全电化学工艺功率。

177、有利地,低功率测试降低了由于电极在空腔内的未对准而导致电极被焊接到空腔的内壁的风险。

178、在电化学加工过程中,可以将指示件施加到部件。

179、可以施加一个或多个指示件。(多个)指示件可以是经加工的特征(例如)。经加工的特征的示例是具有例如5mm直径的半球,但是应当理解的是,以其它方式可以将广泛范围的其它几何形状和特征加工到部件中。这可以有利地提供空腔已经被抛光并抛光到其全部深度的视觉指示件(例如,防错装置)。该特征也可以用作非功能性防伪检测特征。

180、该特征可以施加到部件的外部(例如,凸缘的外表面)或部件的内部(例如内壁)。(多个)指示件可以由电极施加(例如,施加到空腔的内壁)和/或可以由安装主体施加(例如,施加到部件的外部)。

181、空腔可以是流体导管。空腔可以包括流体导管。

182、流体导管是指在使用中流体流过的空腔(例如,通道)。流体可以是液体(例如,水或油)或气体(例如,空气)。流体导管的示例包括:涡轮机壳体蜗壳、压缩机壳体蜗壳、歧管内的管道以及水或油导管。

183、包括流体导管的部件包括歧管、egr阀和涡轮机壳体,特别是涡轮增压器的涡轮机壳体和压缩机壳体。发动机缸体是包含流体导管的另一个部件。

184、歧管、涡轮机壳体和egr阀只是可以包括空腔的部件的一些示例,该空腔可以使用以上限定的方法进行电化学加工。这些也是可以包括非线性空腔(例如,包括沿着空腔的范围的弯曲部)的部件的示例,该非线性空腔对电化学加工来说是具有挑战性的几何形状(除非使用本文所述的柔性电极)。将理解的是,多种其他部件和相关的空腔几何形状可以与该方法结合使用。

185、可以是涡轮机器壳体(例如,涡轮机壳体或压缩机壳体)的部件可以由铸铁制造。可以是涡轮机壳体或压缩机壳体的部件可以由铝制成。可以是涡轮机壳体或压缩机壳体的部件可以由不锈钢制成。

186、该部件可以是涡轮增压器的涡轮机壳体或压缩机壳体,并且该空腔可以分别是涡轮机壳体蜗壳或压缩机壳体蜗壳。

187、蜗壳具有沿着蜗壳的范围或长度变化的横截面。也就是说,蜗壳具有非恒定的横截面积,或者与蜗壳的长度垂直地截取的形状。这可以另外地被描述为大体上渐缩。

188、对于压缩机壳体蜗壳,横截面可以从通常较小的圆过渡到通常较大的圆(从开口移动到排放出口)。对于涡轮机壳体蜗壳的情况,横截面可以从通常较大的矩形过渡到通常较小的矩形。应当理解,这些形状仅作为示例,并且可以以其他方式结合各种其他几何形状,包括复杂的横截面形状。

189、对于由沿着蜗壳的弓形范围延伸的横截面限定的涡轮机壳体蜗壳,横截面的宽度(即,主尺寸)可以从约80mm(靠近涡轮机壳体入口)减小到约15mm(远离涡轮机壳体入口)。横截面的高度(即,次尺寸)可以从约100mm(靠近涡轮机壳体入口)减小到约40mm(远离涡轮机壳体入口)。可以在轴向方向上取横截面的宽度。可以在径向方向上取横截面的高度。

190、对于压缩机壳体蜗壳,横截面可以是大致圆形的,并且相应的直径可以从约100mm(靠近压缩机壳体出口)减小到约15mm(远离压缩机壳体出口)。

191、蜗壳的范围或长度可以说是弓形的。也就是说,从开口移动到蜗壳的端点或远侧末端,空腔的中点(即,横截面的中点)通常是弓形的。蜗壳可以说是围绕圆的圆周部分地延伸。几何结构可以另外地被描述为大致蜗牛壳状或部分螺旋状。蜗壳也可以在螺旋的平面之外的方向上延伸。也就是说,蜗壳可以是弹簧状的,或者部分是螺旋状的。换言之,沿着蜗壳的长度的几何形状可以类似于在柔性材料的大致圆形环被切割、并且在相反的轴向方向上推动两端的情况下的几何形状。

192、蜗壳的范围(即,长度)可以在约250mm和约2000mm之间。这可以对应于其中蜗壳中心线被设置在约150mm和约600mm之间的直径处的壳体。

193、涡轮机壳体可以是双蜗壳壳体。涡轮机壳体可以是不对称的壳体。

194、电极可以延伸穿过蜗壳的范围的至少约50%。延伸穿过蜗壳的范围的至少约50%的电极的优点在于,蜗壳的很大一部分可以在电极化学加工工艺中进行加工。电极可以延伸穿过蜗壳的至少约80%的范围,或者蜗壳的至少约85%的范围。

195、蜗壳的远端在使用中可能不会被电极占据。通过电化学加工蜗壳的远端所获得的性能益处可能小于蜗壳的其他部分,因此蜗壳的远端不进行电化学加工可能是优选的。电极可以终止于距蜗壳的远侧末端约5mm和约25mm之间。电极可以被描述为朝向蜗壳尾部的端部或末端延伸。在一些布置中,蜗壳的整个范围可以被电极占据。也就是说,电极可以延伸穿过(例如)压缩机壳体蜗壳或涡轮机壳体蜗壳的整个范围。

196、电极的范围(即,长度)可以小于约250mm和约2000mm之间。

197、该开口可以是涡轮机壳体的入口或压缩机壳体的出口。涡轮机壳体的入口通常可以是大致切向的。压缩机壳体的出口可以是大致切向的。通过将电极插入通过作为这些特征之一的开口,可以将电极插入通过具有通常沿蜗壳的范围减少移动的几何形状的易于接近的孔口。这是有利的,因为能够插入具有相应渐缩几何形状的电极,使得电极沿着电极和/或空腔的范围与内部空腔顺应。

198、电解液可以通过开口被泵送,并分别通过涡轮机壳体的出口或压缩机壳体的入口被排出。

199、通过开口(该开口是涡轮机壳体的入口或压缩机壳体的出口)泵送电解液,提供了将蜗壳连接到电解液源的方便方式。如上所述,这些特征很容易从部件的外部接近。通过涡轮机壳体的出口或压缩机壳体的入口(这些特征通常是轴向的)排放电解液,也提供了排放电解液流的方便方式。排放电解液流,即导电主体下游的电解液流,包括经加工的材料片。除了促进电化学加工工艺外,电解液还将经加工的材料输送出部件。经加工的材料可以呈细颗粒氢氧化物的形式,其被稀释到电解液中。作为该工艺的一部分,可以持续过滤电解液,以便从电解液中去除颗粒(在电解液再循环之前)。电解液可以被冷却作为再循环工艺的一部分。电解液可以消散由电化学加工工艺产生的热量。

200、应当理解,电解液流的方向也可以相反,例如,对于涡轮机壳体,电解液可以经由涡轮机壳体出口泵入并且经由涡轮机壳体入口排出。更具体地,电解液可以经由涡轮机诱导器间隙被泵入。

201、根据本发明的第三方面,提供了一种计算机程序,该计算机程序包括计算机可执行指令,当由处理器执行时,该计算机可执行指令使处理器控制增材制造设备来制造根据本发明的第一方面的电极或其导电元件。

202、根据本发明的第四方面,提供了一种经由增材制造来制造电极或其导电元件的方法,该方法包括:获得表示根据本发明的第一方面的电极或其导电元件的几何形状的电子文件;和

203、根据所述电子文件中指定的几何形状,控制增材制造设备在一个或多个增材制造步骤上制造所述电极或其导电元件。

204、根据本发明的第五方面,提供了一种包括空腔的部件,该空腔使用根据本发明的第一方面的电极组件和/或使用根据本发明的第二方面的方法进行电化学加工。

205、该部件可以是包括流体导管的任何部件,例如歧管、egr阀、发动机缸体或涡轮机器壳体,特别是涡轮增压器的涡轮机壳体或压缩机壳体。

206、在部件是涡轮增压器的涡轮机壳体或压缩机壳体的情况下,空腔可以分别是涡轮机壳体蜗壳或压缩机壳体蜗壳。

207、在适当的情况下,本文所阐述的本发明的每个方面的可选和/或优选特征也适用于本发明的任何其他方面。

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