高精度微细电火花加工系统的研制

设计并研制了一个微细电火花加工系统。该系统主要由横轴布局V型陶瓷结构旋转主轴系统、带有压电陶瓷的宏、微伺服进给系统、制作微细工具的反拷系统和读数显微镜及电气控制等部分组成，应用该系统已成功地加工出了直径仅为φ4．5μm的微细轴和直径仅为φ8μm的微小孔。     

用块电极轴向进给法电火花磨削微细轴

对电火花磨削微细轴中的关键问题进行了分析，提出并研究了利用块状电极轴向进给磨削微细轴的方法。在自行研制的多功能微细加工装置上，用该方法加工出了直径10μm的微细轴，并用此轴加工出了直径20／μm的微细孔。实验中发现：令伺服响应延时，可改善微细轴的圆度。用此方法得到的微细轴，根部强度高，有利于微细轴的加工和工作。     

群孔的微细电火花加工技术研究

对微细电火花群孔加工工艺进行了分析和研究。用微细电火花加工机床加工出单电极,并用该电极加工出2×2直径约100μm的阵列孔,在此过程中采用加大加工长度和适度欠补偿的方法,获得了质量较好的阵列孔。用此阵列孔作为工具加工出了2×2直径约100μm的群电极,然后用此群电极一次加工出2×2直径约100μm的群孔,从而实现了微细电火花阵列孔的加工。     

微喷部件阵列孔电火花加工工艺试验研究

比较各种微细阵列孔的电火花加工方法,分析了单电极加工微细阵列孔方法的优点。以去离子水作为工作液,在已研制成功的微喷部件阵列孔电火花加工机床上进行单电极加工微细阵列孔的工艺试验,研究电源参数对微细阵列孔的孔径一致性、加工效率及电极损耗的影响规律。优化微细阵列孔加工的电参数,实现稳定的一次性加工256个直径小于50μm、偏差小于2μm的微细阵列孔。     

反拷法精确制作大长径比微细电极的工艺探索

电火花反拷法是一种传统的微细电极在线制作方法,其优点是加工效率高,不存在重复定位误差;缺点是电极尺寸不易控制,容易存在锥度误差。通过对放电参数、电极材料和进给方式的优化,解决了在普通电火花机床采用反拷法在线加工微细电极的锥度问题。结合机床实际,详细叙述了耐磨损微细电极制造的工艺优化过程和实际使用性能,为微细电极的加工和使用提供了完整的工艺参考,并成功加工出直径φ0.1 mm、长径比达66的耐磨损电极。     

电火花摇动加工微细阵列轴和孔的试验研究

针对微细阵列轴和孔的电火花加工,提出了利用数控电火花加工机床摇动功能的摇动加工微细阵列轴和孔的方法.此法是基于电火花反拷贝加工的原理,先用丝电极在薄平板(中间电极)上按要加工的阵列轴和孔间距或数倍间距加工阵列小孔(直径0.1 mm以上),然后用加工的薄平板(中间电极)作电极,电火花摇动加工微细阵列轴(电极),最后用此微细阵列电极加工阵列孔.进行了电火花摇动加工微细阵列电极试验,得到了单电极直径为50 μm、长径比为16的3×3阵列电极,并用此电极在70 μm厚的不锈钢板上加工出单孔直径为70 μm的3×3微细阵列孔.试验结果表明,电火花摇动加工方法可实现微细阵列轴和孔的加工.     

微细硅工具电极的制备及其微细电解加工实验

提出了一种采用重掺杂单晶硅作为工具电极基体、二氧化硅/氮化硅作为绝缘层的硅工具电极用于微细电解加工。设计了利用体硅湿法腐蚀实现电极基体成形,化学气相沉积制备绝缘层的微细硅工具电极制备工艺。初步实验得到电极加工部尺寸约为100μm,绝缘层厚度为800 nm的硅工具电极。利用高速旋转的微细硅工具电极在18Cr Ni8材料上加工出了微细沟槽结构和微细通孔。实验结果验证了侧壁绝缘层对杂散腐蚀抑制作用的有效性。经过96 min的持续加工实验,电极绝缘层保持了可靠的绝缘效果。     

基于LabView的监测系统在微细电火花加工中的应用

介绍了一种基于虚拟仪器的电加工机床放电检测系统.对该系统的硬件组成,软件编制以及实现的功能进行了阐述.通过与普通示波器所采集的波形进行对比实验,证明该监测系统的适用性.辅以该检测系统,在微细电火花加工实验中成功地将微细电极尺寸从φ0.03mm提高到φ0.015mm,长度1mm,并成功制备出了φ0.008mm的微细电极.     

大深径比微细孔超声辅助电火花加工技术研究

微细电火花加工中电极损耗较大,在加工大深径比微细孔时,工具电极和工件之间的狭窄间隙内流体阻力较大,气泡及加工屑不易排出,易产生频繁的非正常放电,导致电极损耗进一步增大.针对大深径比微细孔加工的这一难题,提出采用电极摇动同时在工件上加载超声波振动的新方法,成功地在3.5 mm厚的不锈钢板上加工出平均直径为120 μm的通...     

组合式微细电火花电极制作工艺试验研究

针对块电极磨削效率高和线电极磨削(WEDG)精度高的优点,采用块电极磨削和线电极磨削相结合的方法,在多模式脉冲电源下制定了块电极磨削作为粗磨削、线电极磨削作为中、精磨削的微细电火花电极制作工艺流程。采用去离子水作为工作液,分别对块电极磨削和线电极磨削进行了电源模式和电参数试验,分析试验结果,总结出一组适合于粗、中、精磨削的电参数组合,研究出一套加工效率高、精度高且直径一致性高的电极制作工艺方法。并通过试验验证了该工艺方法能稳定加工出长径比大于16的微细电极,利用其加工出了256个直径小于50μm、直径偏差在2μm内的微细阵列孔。     

微细电火花加工技术的最新进展及应用实例

介绍了微细电火花加工技术的最新进展，并以一些最新的应用实例反映了该技术的发展趋势和应用前景。     

金属薄板微成形技术的研究进展

文章阐述了金属薄板微成形的基本概念和金属微成形中的尺寸效应,综述了微拉深、增量成形、微弯曲和冲裁等薄板微成形技术的研究现状,并简单介绍了作者的研究成果,展望了薄板微成形技术的发展方向和趋势。     

微操作机器人系统及其关键技术研究

微制作机器人技术是MEMS技术的一个重要分支,也是当前机器人研究领域的一个热点。本文分析了微操作机器人集成系统的特点,并针对微制作机器人系统研制中涉及的一些关键技术,如驱动、定位、检测和控制等技术进行了论述。     

微小孔的电解加工工艺研究

为了研究微小孔的电解加工工艺,采用在线加工的微细电极和超短脉冲电压,以及复合电解液电解加工微小孔.通过在线加工电极,避免了电极的二次装夹,提高了加工孔时的定位精度.实验中,分析了不同种类的电解液及其浓度、加工电压以及脉冲宽度对微小孔加工精度的影响.实验结果表明,添加络合剂的钝化电解液既能溶解阳极的电解产物,避免发生短路,提高了加工的稳定性,又不会增大加工间隙.而超短脉冲电压能明显减小微小孔加工的侧面间隙,并保证孔直径的一致性.     

基于微细电火花加工技术的微冲裁模具在线制备

针对微冲裁异形截面的微小模具难以制备及安装对准的问题,利用微细电火花三维铣削加工技术加工反拷贝电极及凹模,利用所加工的反拷贝电极通过电火花反拷贝加工技术加工凸模,整个工艺过程在线制作,避免了凸凹模具二次装夹产生的位置误差。该工艺分别在线制作凸凹模具,实现了复杂截面形状微型模具制备和在线对准。通过设计试加工实验确定加工参数,并利用该工艺成功制作了一套截面形状复杂的具有微小特征结构的高精度微冲裁模具。     

精密微塑性成形技术的现状和发展趋势

随着微/纳米科学与技术的不断发展,以形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微型机械系统(MEMS)受到人们高度重视,MEMS技术的发展对微型构件的微细加工技术带来挑战。文章介绍了塑性微成形技术的发展背景及其基本特点,综述了微成形的基本问题、微型零件成形工艺以及成形设备、数值模拟等方面的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。     

微小型零件的微细切削加工工艺研究

文章研究了微小型零件的微细切削加工工艺,微细切削加工微小型零件具有较大的工艺和成本优势,适应微小型零件产品批量化、加工柔性化、材料多样化的发展趋势.微小型零件按照加工工艺特征大致可分为微小型轴类、三维结构件、板类和齿轮类零件,总结和分析了上述零件的工艺特征和加工方式,介绍了微小型加工机床和刀具的选用原则,包括如何合理选择微细切削刀具的材料、特征尺寸和结构.微小型零件必须根据机床功能和零件自身结构特点确定装夹方式,并进行准确定位.最后,归纳和总结了微小型零件进行微细切削数控加工工艺设计时应遵循的原则,并进行了详细论述.微细切削加工中,采用合理的数控加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的精确、高效加工,适应批量化的产品需求.     

微细孔电火花加工设备及其加工实验研究

开发了一种电极丝辅助激振微细孔电火花加工设备,主要由微细电极丝伺服进给与导向模块、加工状态监测与控制模块、高频脉冲电源、微细电极丝辅助激振模块以及工作液循环系统等组成.采用拉拔微细钨丝作为工具电极,可加工直径100～300 μm的微孔及阵列微细孔.实验结果表明,使用直径0.07 mm的电极丝可连续稳定地进行阵列微孔的加工(孔径为100 μm,16×16阵列).加工使用的微细电极丝最小直径为50 μm.     

微细阵列型孔的冲压与电火花复合加工技术研究

提出一种微细冲压加工和微细电火花加工交叉结合的微细阵列型孔复合加工方法。尺寸较大的过渡型腔采用微细冲压加工，以提高加工效率和保证加工尺寸的一致性；型孔喷口的最小特征尺寸采用微细电火花逐层扫描加工得到。设计制作了专用的微小型腔冲压实验装置，从机构设计上保证加工工艺对微小型腔冲压深度的精确控制。进行了非圆截面阵列微细型孔的加工实验，验证了所提出的工艺方法的可行性和合理性。