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。     

电极等损耗微细电火花加工技术

在综合国内外微细电火炬化加工技术最新发展的基础上,分析和研究了电极等损耗微细电火花加工技术的可行性,并进行了初步的理论探讨和实验研究。该方法可利用简单截面形状的电极和电极端面的轴向等损耗特性,实现三维高精度精细轮廓的电火花加工,具有重大的理论价值和良好的应用前景。     

微细电火花加工的电极补偿方法研究

微细电火花加工中,电极损耗是引起加工误差的主要原因之一,因此必须进行电极的实时补偿以保证加工精度.研究了一种根据有效放电脉冲次数来进行实时补偿的方法,设计了基于可编程逻辑控制器(CPLD)的微细电火花补偿控制电路,并试验验证了此方法的可行性.     

微细电火花加工中的电极在线制作与检测

将反拷块与线电极电火花磨削（ＷＥＤＧ）装置相结合，成功地实现了微细电极的高效、高精度在线制作 。充分利用机床的数控功能和接触感知功能以及标准量块和ＷＥＤＧ装置，在不增加任何测量附件的情况下，实现了微细电极的锥度及尺寸测量。     

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。     

多电极直接驱动的微细电火花加工技术

介绍了目前典型的电极直接驱动的小型电火花加工机构，阐述了在小面积上利用多电极进行多孔加工的实际意义，并分析了多电极加工过程中影响加工稳定性和加工精度的因素，最后指出了多电极微细电火花加工技术的发展趋势。     

微细电极进给与激振机构及其微细孔电火花加工实验

研制了一种用于微细孔电火花加工的微细电极进给与激振机构,实现了加工过程中微细电极的伺服进给、损耗自动补偿、辅助激振及高精度导向。实验研究了加工过程中电极激振的频率对加工效率、加工孔径的影响。实验结果表明,电极激振振幅为0．6μm,频率位于4．3～4．5kHz范围内时,加工效率和所加工的微细孔尺寸精度同时明显提高。     

多电极直接驱动的微细电火花加工技术

介绍了目前典型的电极直接驱动的小型电火花加工机构,阐述了在小面积上利用多电极进行多孔加工的实际意义,并分析了多电极加工过程中影响加工稳定性和加工精度的因素,最后指出了电极微细电火花加工技术的发展趋势。     

微细群电极的加工及其封装技术

介绍了微细群电极的应用情况,分别给出了LIGA方法、电火花超声复合反拷加工法和电火花线切割加工法制作群电极的工作原理,并对这些工艺的特点进行了归纳,给出了具有代表性的加工实例,最后介绍了微细群电极的封装技术.     

线电极电火花磨削技术在微细加工中的应用

介绍了线电极电火花磨削(WEDG)技术的工作原理、主要特点和在不同微细加工技术中的应用,从侧面反映了微细加工技术的发展现状.     

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。     

微驱动电极进给机构的设计

根据微细电火花加工对伺服进给系统的要求,以蠕动式进给机构作为微驱动机构,以实现高精度高频响。详细分析了柔性铰链及压电陶瓷的原理和特点,指出压电陶瓷-柔性铰链机构在微进给中具有高响应频率、高精度和无间隙等优点。在此基础上,将压电陶瓷与整体式柔性铰链相结合,设计出一种能满足微细电火花加工要求的压电驱动蠕动式微进给机构。     

The Effects of Tool Electrode Size on Characteristics of Micro Electrochemical Machining

In micro electrochemical machining using ultra short pulses, the machining rate is significantly influenced by the tool electrode area. As the tool area increases, the electrical double layer capacitance increases and the electrolyte resistance decreases. As a result, the rising time of the double layer potential increases and it is more difficult to obtain effective machining potential within the ultra short pulse duration. A simple insulation method using enamel coating on the side wall of the tool electrode is introduced. The insulated tool electrode was not sensitive to the machining depth and was effective for machining high aspect ratio structures.     

削边电极深小孔微细电火花间隙流场仿真研究

深小孔加工是微细电火花加工的重要应用领域之一.采用削边电极加工是提高深小孔加工深径比的有效工艺手段之一.通过间隙流场仿真结合工艺实验,解释了削边电极深小孔加工提高深径比和加工速度的原因.     

微细电火花伺服扫描加工实验研究

进行微细电火花三维扫描加工时,由于电极损耗相对严重,导致形位公差难以保证和加工效率较低。该研究分析了电火花加工常规的电极损耗补偿方法,提出了基于放电间隙伺服控制进行电极损耗实时补偿的微细电火花三维扫描加工方法。辅助以电极电接触感知工件平面和加工原点,三维结构加工实验显示,采用间隙伺服控制进行电极损耗实时补偿有利于提高扫描加工微三维结构的形位精度和加工效率。     

电参数对电火花微深孔加工间隙的影响

微细电火花加工技术广泛应用于难加工材料的微细孔加工中,工业实际生产对微细深孔加工提出了更高的精度要求,但大长径比电极在微深孔加工过程中易发生变形,使加工间隙增大,影响加工精度。通过使用相同直径、不同长度的电极,变换不同电压、电容设计实验,得出相同直径的电极变形程度随长度增加而变大,随电压升高而变大,且与电容关系较复杂的结论,为实际生产中提高加工精度提供参考依据。     

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.     

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.     

微细超声波加工工具损耗机理的实验研究

针对微细超声波加工中工具损耗严重的问题,分析了其中可能造成工具快速损耗的原因。这些原因主要有工具和工件的直接撞击作用、磨粒的撞击作用、磨粒的切削和刮擦作用、超声空化作用及化学腐蚀作用。通过设计加工实验,用单一因素控制法对这些原因的影响效果进行分析,最后得出磨粒的高频撞击作用是造成微细超声波加工中工具损耗的主要原因。