微細電火花集成加工技術的研究.pdf

1、作為一種實用的微細加工技術，微細電火花加工在加工微細軸、微小孔等小尺度的零件時具有獨特的優(yōu)越性。但是，隨著微小零件尺寸的不斷減小和復雜程度的不斷提高，微細電火花加工技術逐漸暴露出加工精度不高、加工靈活性差等問題。本文針對上述問題對微細電火花集成加工的相關技術進行研究，尋求提高微細電火花加工精度和加工能力的方法。
　　本文首先對多種微細電火花加工方法相互集成的必要性及其工藝基礎進行了研究。在分析微細電火花各種工藝方法特點的基礎之上，

2、設計并研制了具備多種微細電火花工藝方法的集成加工系統。整個系統主要由高精度伺服系統、微能脈沖電源、高精度旋轉主軸、微細電極在線制作裝置及工作液循環(huán)系統等部分組成，可完成微細電火花成型、鉆孔、銑削、反拷和線切割等多種加工工藝方法。
　　加工精度是衡量制造水平的重要指標。本文對微細電火花銑削加工、微細電火花反拷加工和微細電火花線切割加工的加工精度進行了研究。針對微細電火花銑削加工中電極損耗而影響加工精度的問題，提出了采用管電極代替實心

3、電極進行電火花加工的方法。由于管電極具有的薄壁、大直徑的結構特點，使其在微細電火花銑削加工中可以獲得較高的加工精度和加工效率。
　　針對微細電火花反拷加工中產生圓角誤差和錐度誤差的問題，本文采取了粗精結合的反拷加工策略。在粗加工中采用長脈寬負極性的加工參數，利用極性效應產生的碳黑膜降低反拷加工中的電極損耗，提高加工精度；在精加工中采用短脈寬正極性的加工參數，改善工件的表面質量。
　　針對微細電火花線切割加工中電極絲形位變化而

4、產生的尺寸誤差問題，本文建立了微細電火花加工間隙的數學模型。利用微分方程對電極絲在加工間隙中的橫向振動進行描述，建立了加工參數(開路電壓、放電電容、充電電阻等)對加工間隙的影響方式。針對微細電火花線切割加工窄梁結構時工件產生的變形問題，本文對微細電火花加工過程進行了數值模擬，研究窄梁彎曲變形的原因，以得到減小變形的方法。
　　針對微細電火花集成加工技術的實用化問題，本文對集成加工的工藝方法進行了研究。首先根據微小零件的結構特點和微

5、細電火花加工的特點，將微結構劃分為微孔、微軸、側壁結構、復雜三維結構和微細陣列結構五種類型。針對不同類型的特征結構，規(guī)劃出相應的微細電火花加工方法。然后建立了微細電火花集成加工工藝路線的制定流程。最后，對集成加工方法中的定位誤差進行了研究，并提出了提高工件定位精度的方法。
　　為驗證微細電火花集成加工技術及本文所研制的集成加工系統的實用性，使用該集成加工系統對2K-H型微型行星輪減速器進行了集成加工實驗。規(guī)劃并制定了減速器的保持架