微細(xì)工具電極在線制備裝置開發(fā)及加工技術(shù)的研究.pdf

1、微細(xì)加工在精密模具、航空航天、精密儀器、生物醫(yī)療等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，目前發(fā)展的許多微細(xì)加工方法，如微細(xì)電火花加工、微細(xì)電化學(xué)加工、微細(xì)超聲加工等，都需要使用微細(xì)電極來實(shí)現(xiàn)對微結(jié)構(gòu)的加工。比如：用簡單形狀的微細(xì)柱狀電極對微孔、槽和微小三維型腔的加工、使用陣列微細(xì)電極對群孔和復(fù)雜型腔的加工等。為保證微細(xì)加工的尺度和精度，對所使用工具電極的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量等都有相應(yīng)的要求。此外，最大限度降低工具電極位置精度對微加工的不利影

2、響也是非常關(guān)鍵，因此需要通過在線制備的方法來避免電極因二次裝夾而產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差。一些傳統(tǒng)的精密制造方法雖然能夠制造出直徑小至幾微米的微細(xì)電極，如車削法、銑削、研磨法、LIGA技術(shù)等，但它們一般不能實(shí)現(xiàn)對工具電極的在線制備，因而難以與后續(xù)的微細(xì)加工工藝相匹配。微細(xì)電極能否實(shí)現(xiàn)在線制備已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)許多微細(xì)加工方法的前提和重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此自主開發(fā)一套專用的微細(xì)工具電極在線制備裝置具有重要的實(shí)際意義。
　　 微細(xì)電極的在線制

3、備方法主要包括反拷塊法、WEDG(線電極放電磨削)法、電化學(xué)腐蝕法、EEDG(刃口電極電火花磨削法)法等幾種電加工方法，通過對微細(xì)工具電極在線制備技術(shù)進(jìn)行了研究分析，確定了線電極放電磨削(WEDG)和反拷塊法相結(jié)合的方案。
　　 論文對微細(xì)工具電極在線制備裝置的開發(fā)進(jìn)行了詳細(xì)論述。主要包括直徑700mm的轉(zhuǎn)臺，精密三位移臺，大理石臺面和立柱等，在這些整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，開展微細(xì)電極加工模塊的設(shè)計制作，主要包括水平進(jìn)給機(jī)構(gòu)、垂直

4、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)主軸、進(jìn)電裝置、觀測裝置等。
　　 針對微細(xì)電火花的加工要求，開發(fā)出針對線電極放電磨削和反拷塊加工的控制系統(tǒng)。在裝備和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，研究線電極放電磨削和塊反拷加工的機(jī)理，并進(jìn)行相關(guān)的工藝實(shí)驗研究。
　　 在微細(xì)工具電極的加工實(shí)驗中，對比了三種不同進(jìn)給方式下的實(shí)驗效果，切向進(jìn)給具有比較好的優(yōu)勢，然后利用在線加工好的電極，在不銹鋼板上了進(jìn)行了打孔實(shí)驗，取得了預(yù)期效果，同時驗證了該裝備具有很高的精度和穩(wěn)定性