场致射流微细放电加工的机理研究.pdfVIP

《电加工与模具}2014年增刊1 设 计 ·研究 场致射流微细放电加工的机理研究 张亚欧，康小明，许开仙，韩 宁，赵万生 (上海交通大学机械与动力工程学院，机械系统与振动国家重点实验室 ，上海 200240) 摘要 ：提 出了一种利用动态场致射流作为工具 电极进行微细放 电加工的方法。该方法是利用 工件和喷嘴之间的电势差形成高压电场 ，使喷嘴出口的带电液滴 同时受到表面张力和电场力的作 用．带电液滴形成泰勒锥。在强电场力作用下，泰勒锥顶端产生一束极微细的电解液射流。当场致 射流喷射到工件表面附近时．高压 电场击穿射流尖端与工件间的气体介质，产生放 电现象，工件表 面放电点局部材料 因放 电所产生的热量而熔融、气化 ，从而产生材料蚀除。 关键词 ：场致射流；电加工 ；泰勒锥 中图分类号：TG661 文献标识码 ：A 文章编号：1009—279X(2014)S1—0022—04 TheStudyonMechanism ofFieldInducedJetMicroEDM ZhangYaou，KangXiaoming，XuKaixian，HanNing，ZhaoWansheng (ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China) Abstract：Thedynamicfieldjetisproposedasatoolelectrodeofthemicroelectricdischarge machining．Th ehigh electricfield isformedthrough thepotentialbetween theworkpieeeand the noz~e，and thechargeddropletsinnozzlearebalancedbythesurfacetensionforceandtheelectric force，andthentheTaylorconeisformed．Whentheelectricfieldintensityislargeenough，Taylor’cone tipgeneratesabunchofveryfineelectrolytejet，andwhenthejetinjectionisneartheworkpiece surface，thehigh electricfieldbreakdownthegasmedium，resulting inadischargephenomenon．The materialerosionon thelocalsurfaceofthematerialisremovedthroughmelting，vaporizationbythe heatoftheelectricaldischarge． Keywords：fieldinducedjet；electricdischargedmachining；Taylorcone MEMS技术的快速发展 ，使制造技术进一步向 nm的盲孔 。除此之外，由于放 电回路存在散杂电 微小化与精细化发展l-【21。而微细电火花加工是一种 容 ，用常规微细放 电加工2 m的电蚀坑难度很 重要的微细加工技术，与其他微细加工技术相 比， 大 。目前 。许多学者在研究采用常规微细电火花进 其不受材料硬度限制，可加工导电材料，因此，在 行微纳尺度加工的可行性。国枝正典通过电容耦合 MEMS中具有较广泛的应用前景 。国内外学者针对 双极性放 电加工来避免杂散电容的负面影响，加工 该方法在微纳尺度材料去除加工的可能性 、工艺和 出了直径500nm的电蚀坑嘲。赵万生采用单脉冲放 机理等方面进行了诸多探索。主要利用扫描探针显 电加工的方法 ．加工出了尖端直径为 100nm的钨 微镜 的定位和加工能力进行微纳放 电加工 。Ra． 电极嘲。曹国辉利用单脉冲放 电加工平台，在放电能 iurkar等在原子