—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