微细电火花加工技术概述-天津大学研究生e-Learning平台.PDFVIP

1 先进制造技术课程大作业 2014 年10 月 微细电火花加工技术概述 李修斌 天津大学机械学院机械制造及其自动化专业2014 级硕士生 摘要：微细电火花加工系统，该系统不仅能加工微细轴、微细孔，还能实现微三维结构的微细电火花加工。研究了针对该系 统的微细电火花加工工艺技术，研究了放电电压、放电电容等工艺参数，主轴转速，以及工作液介质对微细电火花加工效率、 相对电极损耗率的影响规律。采用旋转削边电极技术大大提高了进行大深径比微细孔加工时的加工效率。研究单发放电微细 电极成形法，加工阵列电极的反拷法，原位孔微细电火花磨削法，LIGA 法松下电器的 Takahata 与美国威斯康星大学的 Gianchandani 研究利用LIGA 技术制造复杂微细结构电极方法。 关键词：微细电火花加工；微细轴；微细孔；微三维结构 φ8 µm 的微细孔，达到了世界先进水平，其微细 0 前言* 电火花加工机床开始商品化。 电火花加工以其能实现非接触加工、宏观作用 2 微细电火花加工系统的组成 力小等特点而适用于微细加工。随着微细电火花加 工工艺的不断发展，微细电火花加工已经不仅仅适 微细电火花加工工件的尺寸很小，在设计装 用于微细孔的加工，还能进行微三维结构的加工， 置时，除了考虑进行微细轴、微细孔加工以外，为 并且在硅微细加工方面，也显示出良好的加工潜力。 拓展微细电火花加工的领域，还应考虑装置应具备 正因为如此，微细电火花加工的研究已成为整个微 进行三维结构加工的能力。微细电火花加工系统的 型机械制造领域的一个非常重要的方向，受到了国 实物图片及原理图分别如图 1、图2 所示，为了减 内外研究者的广泛重视。 少装置的离散电容对微细电火花加工过程产生的影 本文在充分分析微细电火花加工特点的基础 响，整个装置的基座部分的材料全部采用花岗岩。 上，开发了一套微细电火花加工系统 , 在此基础 为了能实现微三维结构的加工，本系统由能实现联 上，对微细电火花加工工艺技术进行了深入的研究。 动的 x 、y、z 精密伺服机构构成实现三维运动的基 本部件，每个方向的运动部件由直流伺服电机驱动， 1 微细电火花系统国内外的发展状况 每个方向的行程范围为102mm。精密旋转主轴直接 安装在 z 轴运动部件上，由 z 轴运动部件带动旋 目前，发达国家的微细电火花加工技术已进入 转主轴做上下进给运动。x 、y 轴运动部件带着旋转 工业应用阶段，甚至商业销售阶段，如日本松下精 主轴分别做左右、前后运动，以实现旋转主轴的 x 机，瑞士夏米尔、美国麦威廉斯等公司都有较成熟 向和 y 向进给运动。电极安装在旋转主轴头上，以 的产品。其中日本松下精机的产品最优，该产品能 实现微细电极制作和用微细电极进行加工时的旋转 运动，其中精密旋转主轴由直流伺服电机驱动，转 稳定加工出 2.5 m 的微细轴和 5 m 的微细 φ µ φ µ 速从1000～25 000 r / mi n 连续可调。线电极磨削 孔，但其价格昂贵，约需20 万美元左右，却对我国 装置用于在线制作微细电极，RC 脉冲电源用于产 禁运。另外，日本东京大学额增泽隆久、丰田工业 生电火花加工用的高频脉冲