新型多功能微细电火花加工机床及应用

微细电火花加工是微机电系统制造技术中最关键的技术手段之一。这里综述了当前国外生产厂家和研究机构的已经商品化和正在研制中的几种微细电火花加工机床的构成、功能、技术要点和典型应用,希望能为从事微细电火花加工机床的研制者提供一些有价值的信息。     

微细电火花加工设备技术研究

微细电火花加工的关键设备技术涉及电极的微进给伺服机构、电极和工件的附加树对运动机构、微小能量放电电源以及加工状态检测与控制系统等。文章围绕微细电火花加工系统的设计系统，介绍基于压电致动原理以及摩擦传动的微进给机构、工具电极的线放电磨削机构和旋转主轴、以及微小能量放电电源的设计等，并指出需要进一步研究的课题。     

微细电火花加工技术

本文介绍了微细电火花加工技术的研究开发现状,讨论了传统的电火花加工、线放电磨削加工等微细加工的方法及其应用。     

一种微小孔电火花加工模糊控制策略研究

针对微小孔电火花加工(EDM)放电环境恶劣、放电间隙状态复杂多变,以及采用传统的PID控制策略难于达到预期效果等问题,提出了一种基于多层压电陶瓷叠加驱动下的控制策略,并对其进行了控制算法研究,设计了一种微小孔电加工微进给模糊PID自适应控制系统,并进行了仿真试验来验证其控制效果。研究结果表明,采用模糊自适应控制策略能加快微进给系统的响应速度,具有稳定性好、精度高等优点,并得到了良好的控制效果,为微小孔电加工机床的实际应用打下了良好的理论基础。     

微深孔电火花磨削机床数控改造设计

针对硬质合金微深孔难加工的特点，用原有的电火花线切割机床改造为电火花磨削数控机床，既保证了加工质量，提高了生产率，又比较经济，满足了生产的需要。     

微制造系统中的微细电火花加工技术

文章系统地研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势，论述了微细电火花加工技术在微三维结构制作及微制造系统中的应用。     

电火花机床数控改造设计

针对硬质合金微深孔难加工的特点,采用将原有的电火花线切割机床改造为电火花磨削数控机床的方案,既保证了加工品质,提高了生产率,又比较经济,满足了生产的需要。     

专用电火花磨削机床数控系统的设计与研究

介绍了金刚石木工刀具专用电火花磨削设备的机械结构和控制系统,并主要研究了数控系统电火花磨削参数优化模块的构成。     

合金球面电火花机械磨削复合加工机理与实验研究

随着石油、化工、核电等工业领域的发展,对耐高温、耐高压、耐磨损、抗热冲击球阀的需求越来越高。争对球阀内芯表面通常了喷涂WC、Ni60等高硬度高耐磨材料,而采用传统机械磨削存在加工难,效率低的问题。在分析电火花机械复合加工原理的基础上,提出了电火花机械磨削复合加工球体合金表面的新方法,研究了复合磨削加工机理,通过实验研究表明复合磨削与纯机械磨削加工球体合金表面相比,保证了表面质量,加工效率提高了3倍左右。     

电火花线切割加工机床的适应控制技术

为扩大数控电火花线切割加工范围，需解决台阶形和中空形工件的加工效率。应用放电脉冲功率适应控制技术，成功地解决了上述问题。     

基于电火花加工方法的表面改性技术研究

研究了一种在普通电火花加工机床上实现金属工件表面改性的新方法。它是在传统电火花加工方法的基础上，采用TiC-Co半烧结体电极和普通煤油工作液，在工件表面形成一层硬质陶瓷层，从而达到改善工件表面性能的目的，这种新方法被称之为放电沉积。对放电沉积原理进行了探讨，在大量试验的基础上，总结了放电沉积的工艺方法。通过扫描电镜、电子探针、X射线衍射分析、摩擦磨损等试验，对形成的沉积层特性进行了定量和定性分析。最后利用该方法在普通的高速钢车刀上进行了初步应用。试验与分析表明，该方法是一种极具潜力的金属表面改性方法。     

工件超声振动电火花线切割复合加工试验研究

借助ANSYS软件对变幅杆、夹具和工件进行整体的动力学研究,设计了一套超声振动电火花线切割复合加工装置。在相同加工参数下,分别采用工件超声振动电火花线切割复合加工和传统的电火花线切割加工对45钢进行切割试验。试验结果表明:与传统的电火花线切割加工相比,超声振动电火花线切割复合加工的效率提高了约15%,表面粗糙度减小了约10%。     

甚高频共振式脉冲源放电蚀除

针对传统微细电火花脉冲电源普遍存在的放电频率低、脉宽较大、纳米级高效蚀除能力难以日益提高的问题,设计出了一种基于电路共振原理的甚高频微能脉冲源,该脉冲源可产生放电频率55 MHz、电压峰峰值220 V的开路电压波形,电压脉宽可压缩至9.1 ns。进行了不同开路电压下的放电实验,获得了各实验条件下的放电波形。实验结果证明所设计的甚高频微能脉冲源具有良好的加工工艺性能。     

线电极放电铣削凹坑的材料去除率规律研究

线电极放电铣削加工是一种新型电火花铣削技术，它的最大优点是可通过线电极的缓慢移动来补偿加工中的电极损耗。在其加工过程中，由于较多的参数影响（包括电参数和非电参数）及复杂的放电机理，要获得理想的加工效果相当困难。为此，本文通过试验对线电极放电铣削材料去除率进行了初步研究。     

Experimental Investigation on Electrical Discharge Drilling of Ti-6Al-4V Alloy

This article describes the experimental investigation related to creation of holes in aerospace titanium alloy workpiece using static electrode machining and electrical discharge drilling (EDD) process. Special attachment for holding and rotating the tool electrode was developed and installed on electrical discharge machining (EDM) machine by replacing the original conventional tool holder provided on die sinking EDM. The effect of input parameters such as gap current, pulse on-time, duty factor and RPM of tool electrode on output parameters for average hole circularity (C_a) and average surface roughness (R_a) have been studied. It is observed that the effect of rotating electrode machining has considerable influence on the output parameters over stationary electrode machining. The micro-graphs and photographs of few selected samples were taken by SEM and metallurgical microscope, which also commensurate with the findings of the study.     

高速走丝气中电火花线切割模具钢的研究

对高速走丝线切割机床进行了气中和液中的加工工艺对比分析。实验结果表明，采用气中切割加工工艺，可提高其加工工件的切割速度和表面质量。     

复合运丝型电火花线切割加工参数分析与研究

提出了一种新型电火花线切割机床,即电极丝作往复直线运动的同时还绕自身轴线高速旋转的复合运丝型线切割机床。介绍了该类机床与其他线切割机床加工的基本工艺指标。通过与高速走丝电火花线切割机床比较实验,分析了脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲峰值电流等电参数对加工工艺指标的影响,实验表明这种独特的复合运丝方式在降低表面粗糙度、提高加工精度等方面较传统运丝方式具有较大的优越性,且机床结构较为简单,对于各种工艺参数和电参数具有更加广泛的适用性,具有进一步研究和推广价值。     

Electrical discharge machining of submicron holes using ultrasmall-diameter electrodes

We have carried out the electrical discharge machining (EDM) of submicron holes using ultrasmall-diameter electrodes. Two types of electrode were used: tungsten electrodes fabricated by the combination of wire electrodischarge grinding and electrochemical machining, and silicon electrodes originally designed as probes for scanning probe microscopes. The diameters of the former and latter were 1 μm or less, and less than 0.15 μm, respectively. Holes were drilled using a relaxation-type pulse generator at an open-circuit voltage of less than or equal to 20 V with the machine's stray capacitance as the only capacitance. Using tungsten electrodes, holes of less than 1 μm in diameter and more than 1 μm in depth were successfully drilled. A 1.3-μm-wide slot was also fabricated by drilling many holes with a small pitch. It was possible to drill holes of approximately 0.5 μm diameter using silicon electrodes because the electrode diameter was less than those of the tungsten electrodes. These holes have the smallest reported diameter for holes drilled by EDM, indicating the possibility of submicron- and nanoscale machining by EDM.     

电蚀产物对微细电火花电极形状损耗影响的实验研究

针对微细电火花加工技术特点,开展电极形状损耗形成机理的研究,设计了开放状态微细电火花加工实验方法,实现电蚀产物浓度的改变;通过实验对比不同加工状态下微细电火花加工电极形状损耗变化、工件表面微观形貌和重熔层情况,系统研究不同电蚀产物浓度作用下电极形状损耗的影响规律;分析微细电极形状损耗的影响机制,总结内凹坑形状变化与电蚀产物的内在关系。研究成果为实现微细电极的形状控制提供了一定的实验及理论依据,达到了提升微细电火花加工质量和加工稳定性的目标。     

微细电火花加工系统及其工艺技术

开发了一套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。进行了大量的加工实验,加工出了最小直径为6μm的微细轴以及最小直径为10μm的微细孔;通过对电极损耗的在线补偿策略研究,实现了微三维结构的加工,加工出了外径为4mm、具有24个叶片的微型涡轮盘及具有微三维结构的微细梁,充分证实了该系统的广泛适用性。