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。     

微细电加工应用技术研究

微细电加工要达到工业应用的目的,需兼顾加工效率和加工精度两方面的要求.以微细孔、微细三维结构的加工为目标,进行了微细孔电火花加工、三维微细结构电火花伺服扫描加工及微细电化学加工技术的研究开发.设计出微细电极的损耗补偿进给和导向机构,开发出三维微细结构的电火花伺服扫描加工工艺,研究了采用阵列微细电极的微细电化学加工方法.微细孔电火花加工可连续加工直径小至100 μm的孔.伺服扫描电火花加工可便捷地在小于1 mm2区域内加工出三维微细结构.提出的微细电化学加工技术路线拟将微细电解加工应用于阵列微细孔和三维微细结构的加工.     

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.     

微细阵列方形轴孔的电火花和电化学组合加工工艺研究

对微细阵列轴孔的电火花、电化学组合加工工艺进行了分析和研究.用微细电火花线切割机加工出3×3至10×10系列方形阵列电极,宽度在25～90 μm, 加工中采用降低加工电压、加工电流、进给速度和减小工作液冲击等方法,获得了质量较好的阵列电极,并分别利用微细电化学加工和微细电火花加工两种工艺方法进行阵列孔加工.在加工过程中通过适度间歇抬刀、超声振动、循环流动工作液等方法,较好地解决了微弧放电、排屑、加工区温度过高等加工难题,获得了质量较好的大小在30～100 μm相应的阵列孔,从而实现了微细阵列轴孔的电火花、电化学组合加工,为大规模微细阵列轴孔的加工开辟了高效、可行的新工艺方法.     

分层厚度对微细电火花铣削加工模具及热压制品表面粗糙度的影响

分层厚度直接影响微细电火花铣削加工的加工效率及表面粗糙度。为了合理规划微细电火花铣削加工的分层厚度,提高加工效率,研究了分层厚度对微细电火花加工的模具型腔及相应热压成形制品表面粗糙度的影响,同时分析了热压成形制品表面与微模具型腔表面之间的关系,以及热压前、后微模具型腔表面轮廓的变化。结果表明:当电极轨迹重叠率一定时,模具型腔底面的表面粗糙度值随着分层厚度的增加而增大;分层厚度对型腔侧壁表面粗糙度无明显影响;热压制品表面轮廓算术平均偏差小于模具型腔表面轮廓算术平均偏差;热压后的模具表面轮廓发生了变化,表面粗糙度值Ra和峰高Rpk减小,峰谷Rvk增大。     

油泵油嘴复杂微结构微细电火花铣削加工试验

为解决油泵油嘴复杂微结构加工难题,开展了微细电火花铣削加工试验研究。在改进微细电火花加工机床系统的基础上,介绍了微细电火花铣削加工试验过程,并着重分析电极损耗补偿问题、加工效率问题的解决方法,进而完成油泵油嘴复杂微结构的精密微细电火花加工,总结出保证微细电火花铣削加工质量和加工效率的工艺规律。     

某型航空发动机燃油喷嘴旋流室的微细电解加工研究

针对某型航空发动机燃油喷嘴结构尺寸微小、材料硬度较高、切削加工困难等问题,介绍了微细电解加工的原理和实验装置,制备了微细棒状工具电极和三角形钩状成形电极,利用分层电解铣削进行粗加工快速去除工件多余材料,再利用环形扫描电解铣削进行旋流室全锥面的精加工,实现了发动机喷嘴微小尺寸旋流室的微细电解加工成形,达到加工精度和表面质量要求。研究表明,微细电解铣削加工是加工金属材料微小结构的有效可行的方法。     

硅阵列通孔微细电火花加工试验研究

硅通孔技术是MEMS封装和垂直集成传感器阵列实现电气互联的重要途径之一,采用微细电火花的方法可实现硅通孔加工的高深宽比,并满足表面完整性要求.设计了具有单脉冲检测功能的微能脉冲电源,将厚180 μm、电阻率0.01 Ω·cm N型单晶硅工件倒置在数控微位移平台上,通过微细电火花的方法加工出边长约为200 μm方形硅阵列通孔.该方法加工过程与材料晶向无关、热影响区小、加工精度高,可实现工件电极的微量蚀除和工具电极的少、无损耗,以达到硅通孔的高效、精密、微细和低成本加工.     

微细电火花铣削电极运动轨迹加工工艺实验

在微三维结构微细电火花铣削过程中,电极运动轨迹的规划直接影响产品的加工效率和工具电极的损耗。针对钛合金微三维结构进行了不同铣削方式的加工工艺实验,选取了最佳电极运动轨迹,其加工时间和电极损耗均明显低于其他铣削方式。