微细电火花三维成型加工系统的研制

设计一个三维微细成型电火花加工系统,搭建了该系统的原型样机,并进行了初步的加工实验.系统由三维运动平台、带间隙伺服的加工头、纳秒级脉宽的等脉宽晶体管脉冲电源及环境保障系统组成.实验证明该系统运行良好,运动平台能够达到较高的精度,并实现了简单的极微细电火花加工.     

电火花微细加工

<正> 1 前言 电火花加工显得比较特殊的地方是加工时金属的去除量主要是由各电气参数决定的。而电气参数可调范围很广。若想获得很小的切深,只须减小放电脉冲能量。即减小放电脉冲的电流值与脉冲宽度,这是很容易办到的。故电火花加工很适于用来进行微细加工。     

三维微细电火花加工系统设计及实验研究

研究开发的三维微细电火花加工系统，包括微进给运动控制机构、高频微能脉冲电源、加工状态检测等关键环节。在工控机和相应板卡的硬件平台上，构建出基于Linux和RTLinux的数控系统，该系统对CAM的NC数据进行预处理，加入电极补偿和轨迹规划环节，从而实施三维微细结构样件的加工。     

电火花微细加工的工艺研究

本文以工艺试验为基础，结合电火花放电机理、固体材料的传热理论，研究了微能脉冲放电波形与加工表面形貌的关系及脉冲能量在工件与电极上的分配。     

微细电火花加工技术及其应用

介绍了微细电火花加工技术的原理、特点及最新研究成果，简述了微细电火花加工技术的应用及发展趋势。     

反馈杆精密微细电火花加工工艺技术研究

为了解决电液伺服阀中关键功能部件反馈杆的加工难题,提出了对其进行精密电火花加工工艺的方案。通过分析反馈杆的实际工作状态,将其分为悬杆和球头两部分并分别进行电火花加工,制定出一次装夹同时实现反馈杆悬杆加工、反馈杆球头加工和在位检测的微细电火花加工解决方案。通过对加工工艺、加工精度和检测精度的分析,确定了R轴径向跳动、A轴端面跳动、Y轴定位精度和重复定位精度、Z轴定位精度和直线电机驱动的刚度检测平台是影响产品加工效率和加工质量的关键因素。     

喷油器流量控制阀板精密复杂微结构微细电火花加工技术

阐述了共轨喷油器流量控制阀板复杂微结构微细电火花加工解决方案,介绍了研制的三头数控微细电火花加工装备,分析了微细电火花铣电极损耗补偿及锥度沟槽、十字槽等加工工艺,总结出保证微细电火花铣削加工质量和效率的工艺规律。     

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。     

横轴布局微细电火花加工机床

介绍了作者研制的微细电火花加工实验样机及部分实验结果。该机床采用横轴布局的主轴结构；应用了先进的线电极电火花磨削法制作微细轴；采用了驰张式微能放电电源；以去离子水作为加工工作液。经实验，加工出了部分微细轴和微孔。     

微细电火花加工工艺研究

介绍了在研制的采用蠕动式微进给和线放电磨削走丝机构的微细电火花加工装置上进行的加工工艺实验研究,探讨了微细电火花加工微小轴（工具电极）高深宽比微小孔,非圆截面形状和三维结构成形以及半导体硅材料等的工艺方法。     

三坐标精密运动平台的设计

在超精密切削、磨削、特种加工中,大行程驱动与高精度进给是难以解决的矛盾,也是多坐标超精密加工的难点.本文以三维结构的超精密加工为对象,进行了适合超精密三维结构特种加工运动平台的设计,实现了较大行程的三维精密运动.该精密运动平台也是研制超精密加工机床的基础.     

超精密车削刀具偏置校正方法的研究

刀具偏置的校正是超精密车削的首要任务,对提高超精密车削效率及精度具有非常重要的意义。传统的刀具偏置校正方法由于缺乏理论指导,存在校正效率低、精度低的缺点,即使利用国外进口软件进行辅助校正,也存在一些问题。对超精密车削中金刚石刀具偏置造成的车削误差展开理论分析,在理论分析的基础上,给出提高刀具偏置校正精度及效率的原则,提出一种新的刀具偏置校正方法——泰曼格林干涉仪在线检测法,并用实验证明其准确性。     

三轴数控机床静态精度设计研究进展

国内三轴数控机床存在精度低和可靠性差的问题,而机床精度和可靠性可通过合理的静态精度设计方法得以保证.机床静态精度设计方法包括加工精度稳健设计方法和静态几何精度设计方法,针对两种精度设计方法的衔接合理性和工程应用实用性低的问题,在深入调研机床静态精度设计研究成果的基础上,从机床空间误差建模、平动轴几何误差元素辨识、关键几何误差元素溯源和加工精度稳健设计以及静态几何精度设计这5个关键问题着手,分别给出具体的解决方法,并形成一套完整的三轴数控机床静态精度设计系统实施方案,为完善机床几何精度设计和静态几何精度设计提供了参考.     

超精密晶圆减薄砂轮及减薄磨削装备研究进展

在芯片制程的后道阶段,通过超精密晶圆减薄工艺可以有效减小芯片封装体积,导通电阻,改善芯片的热扩散效率,提高其电气性能、力学性能。目前的主流工艺通过超细粒度金刚石砂轮和高稳定性超精密减薄设备对晶圆进行减薄,可实现大尺寸晶圆的高精度、高效率、高稳定性无损伤表面加工。重点综述了目前超精密晶圆减薄砂轮的研究进展,在磨料方面综述了机械磨削用硬磨料和化学机械磨削用软磨料的研究现状,包括泡沫化金刚石、金刚石团聚磨料、表面微刃金刚石的制备方法及磨削性能,同时归纳总结了软磨料砂轮的化学机械磨削机理及材料去除模型。在结合剂研究方面,综述了金属、树脂和陶瓷3种结合剂的优缺点,以及在晶圆减薄砂轮上的应用,重点综述了目前在改善陶瓷结合剂的本征力学强度及与金刚石之间的界面润湿性方面的研究进展。在晶圆减薄超细粒度金刚石砂轮制备方面,由于微纳金刚石的表面能较大,采用传统工艺制备砂轮会导致磨料发生团聚,影响加工质量。在此基础上,总结论述了溶胶–凝胶法、高分子网络凝胶法、电泳沉积法、凝胶注模法、结构化砂轮等新型工艺方法在超细粒度砂轮制备方面的应用研究,同时还综述了目前不同的晶圆减薄工艺及超精密减薄设备的研究进展,并指出未来半导体加工工具及装备的发展方向。     

端面超精密车削中的面型误差辨识技术研究

为分析超精密车削过程中典型干扰因素对面型精度的影响机制以及这些干扰因素所造成面型误差的特性，基于国产超精密机床Nanosys600对Al6061进行单点金刚石车削实验。通过切削-面型轮廓测量-面型轮廓滤波-分析的迭代过程，辨识和排查了加工过程中的误差来源。在进行环境温度调控和更换导轨工作区域后，滤波后的面型轮廓波峰波谷差值由1 510 nm降低到203 nm。     

高锰钢精密超精密镜面加工技术及试验研究

目的 利用ELID磨削技术对ZGMn13Cr2高锰钢进行精密超精密镜面磨削加工试验研究,解决其加工性能差的问题,以提升表面质量,采用二次回归通用旋转设计试验,探究不同试验因素对ZGMn13Cr2高锰钢加工表面质量的影响规律,并对各因素工艺参数进行优化。方法 对MSG-612 CNC超精密成型平面磨床进行ELID磨削工艺模块化改造后,采用240#、W10粒度的金属结合剂金刚石砂轮对直径f50 mm、厚度10 mm的样件进行ELID磨削加工,对比两种粒度砂轮的加工效果。应用二次回归通用旋转设计进行工艺试验,搭建表面粗糙度二次回归数学模型,探究不同试验因素对工件表面质量的影响程度,使用判定系数R2检验二次回归模型对实际情况的拟合程度。最后,由lingo软件对二次回归数学模型进行优化,得出ZGMn13Cr2高锰钢ELID磨削各试验因素工艺参数的最佳组合。结果 经W10金属结合剂金刚石砂轮加工后,样件获得较高精度的镜面效果,两种粒度所加工的样件表面均无烧伤。判定系数R2检验二次回归模型对实际情况的拟合度为99.24%,模型的预测结果对实际加工有指导意义。优化得出的最佳工艺参数组合为：砂轮线速度35 m/s,电解电压90 V,砂轮进给量2 μm,电解间隙0.734 mm。结论 ELID精密超精密镜面磨削加工技术可大幅提高ZGMn13Cr2高锰钢的加工效率和加工精度,减少工件表面烧伤,在高锰钢磨削加工方面具有良好的应用价值。     

高精度端面齿设计与精加工研究

端面齿(鼠牙盘)具有力矩性能高、自动定心、重复精度高等特点,广泛应用在高档数控机床刀塔、回转工作台等部件之中。传统设计时采用手册中提供的近似设计方法设计端面齿,然后利用近似齿形做成盘铣刀,加工精度受到铣刀和分度头精度的限制。推导端面齿齿形的精确计算公式,并对国产数控立式磨床进行改造,为端面齿精加工提供了可行的方法。     

A New Method for Evaluating Error Motion of Ultra Precision Spindle

Conventional measuring methods for evaluating error motion of spindle rotation are inadequate to meet the current needs of ultra precision spindle bearing systems.In this paper, therefore, a new measuring method for spindle rotational accuracy based on a three points method was proposed. This method made it possible to reduce considerably the time and effort required in measuring the spindle rotational accuracy. Measurement of error motion to the nano-meter order was attained. Furthermore, this method was proved to be an effective method for measuring the out-of-roundness of a testpiece.