微细电极和孔的电火花加工尺寸一致性工艺VIP免费

—ISSN10—00-0054清华大学学报(自然科学版)2014年第54卷第l1期CN11—2223／NJTsinghuaUniv(Sci&Techno1)，2014，Vo1．54，No．11微细电极和孔的电火花加工尺寸一致性工艺张龙，李勇，佟浩(清华大学机械工程系，制造工程研究所，精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084)摘要：线放电磨削(WEDG)方法巧妙地解决了微细电极的在线制作问题，启动和促进了微细电火花加工技术研究。但对于孔径小于100“m的批量化微细孔加工，WEDG面临微细电极制作及微细孔加工的尺寸一致性问题。该研究在微细电火花加工实验系统改进的基础上，为提高微细电极重复制作精度、进行微细孔的连续加工，提出切向进给的线放电磨削方法，以降低机床定位精度对微细电极制作精度的影响。通过微细电极重复制作和微细孔加工实验，得到微细电极重复制作一致性精度小于2“IT1，微细孔连续加工直径一致性精度达到士1．1btm。关键词：微细电火花加工；切向进给线放电磨削；微细电极；微细孔；一致性精度中图分类号：TG661文献标志码：A文章编号：1000—0054(2O14)11-1460—06DiameterconsistencyofmicroelectrodesandholesmachinedbyEDMZHANGLong，LIYong，TONGHao(BeijingKeyLaboratoryofPrecision／Ultra-PrecisionManufacturingEquipmentsandControl，InstituteofManufacturingEngineering，DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Wireelectrodischargegrinding(WEDG)providesaneffectiveapproachforon—linemicroelectrodefabricationtoacceleratethedevelopmentofmicroelectrodischargemachining(microEDM)systems．Themassproductionofmicroholeswithdiameterslessthan100btmrequiresconsistentfabricationaccuracyofthemicroelectrodesandthemicroholesforindustrialapplications．ThemicroelectrodeandmicroholefabricationaccuracyisimprovedbyatangentialfeedWEDGmethodthatreducestheimpactofthemachinetoolpositioningaccuracyontheaccuracyofthemicroelectrodefabrication．Testsshowthatthemicroelectrodefabricationaccuracyisbetterthan2“mandthemicroholecontinuousmachiningaccuracyisbetterthan±1．1“m．Keywords：microelectrodischargemachining(microEDM)；tangentialfeedwireelectrodischargegrinding(TF-WEDG)；microelectrode；microhole；consistencyaccuraCVl2／2O146O一1465微细电火花加工为非接触式加工，采用微小放电能量和微细电极，可加工出大深宽比的微细孔、微3维结构，在微小模具、精密仪器、生物医学等领域具有广泛应用前景口]。若要实现微孔(直径小于100m)的加工，为避免二次装夹误差，微细电极需要在线制作。微细电极制作精度直接影响微孔形状和尺寸精度，因此微细电极的高精度在线制作方法和工艺研究至关重要。线放电磨削(wireelectrodischargegrinding，WEDG)E33方法的问世，为微细电极的在线制作提供一巧妙的技术途径，促进了微细电火花加工(microEDM)技术研究的快速发展。采用WEDG工艺，可以加工出直径2．5m的微细电极和直径5m的微细孔]。在2OV的开路电压下，甚至可以加工出直径约为1tLm的微细电极_5]。采用蠕动式微进给机构的微细电火花加工装置，可以加工出了直径25m、长径比大于20的微细电极]。采用压电陶瓷驱动的微进给系统加工出了直径4．5m微细电极和直径8m微细孑L_7]。基于WEDG的微细电火花加工方法，目前加工出的微细电极和孔的直径可小至数m，但此方法迄今并未出现引人注目的工业应用，其显见原因是WEDG的加工效率较低，但更重要的原因是微细电极和孔的加工精度一致性和连续性问题。由于微细电火花加工中存在电极损耗现象，且电极长度有限，当加工较多数量微细孔时，电极需要不断修整或更换，每次修整电极后或在线制作电极后的直径一致性精度，影响下一步微细孔的加工一致性精度。在微细电极和孔的加工中，影响其一致性精度收稿日期：基金项目：作者简介：通信作者：2O13—11—11国家自然科学基金项目(51275255)张龙(1984一)，男(汉)，山东，博士研究生李勇，研究员，E—mail：liyong@mail．tsinghua．edu．cn