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。

工作液对线电极电火花磨削陶瓷表面性能的影响

利用扫描电镜观察、比较碳化硼陶瓷加工表面弹性性能及加工表面变质层。采用不同工作液用线电极电火花放电磨削方法加工工件,得出采用添加铝粉的工作液加工所得工件表面力学性能较好。

镜像双丝切向进给线电极电火花磨削加工微细轴的关键技术研究

为高效、高精度制备微细轴,提出了镜像双丝切向进给电火花磨削加工方法,并研制了实现该方法的加工设备。该方法的特点在于:以同平面内双侧线电极及双路RC脉冲电源同时加工微细轴提高了线电极电火花磨削加工微细轴的加工效率;以双侧线电极形成的窄缝及微细轴沿窄缝中心线切向进给的方式约束微细轴直径,简化了微细轴直径的控制策略。基于该方法提出了加工策略、制定了加工工艺并通过加工实验验证了新方法制备微细轴的高效性和高直径一致性。

线电极电火花磨削运丝系统设计及线电极有效加工区位置波动的试验

为了减小线电极电火花磨削中线电极有效加工区位置的波动,建立了运丝系统多自由度振动模型,分析了滚轮的直径和质量、相邻滚轮间线电极的材料、长度和直径对运丝系统振动固有频率的影响,将仿真分析结果用于指导运丝系统设计,以提高运丝系统的固有频率并减小线电极有效加工区发生振动的频率;通过试验研究了线电极运丝速度、线电极在导向轮上的包角及线电极张力对线电极有效加工区位置波动的影响规律,并用于确定最佳加工参数;同时,利用所设计的线电极磨削装置加工出直径为(50±1)μm的微细轴.结果表明,所设计的线电极磨削装置及试验获得的最佳加工参数可用于高尺寸精度的微细轴加工.

间隙约束线电极电火花磨削加工方法加工区域线电极位置波动特性研究

为实现各种异形微细工具的制造,提出了线电极双侧布置的间隙约束线电极电火花磨削加工方法,并设计了实验装置,加工区域内线电极的位置波动对微细工具的尺寸精度有直接影响。以加工区域内运丝稳定性为研究目标,进行田口实验,探究缓冲器旋出长度、磁滞制动器电流和丝速对线电极位置波动和张力的影响。通过分析线电极张力可知,运丝过程中线电极位置波动和张力变化具有相关性;各实验因素对线电极位置波动量和张力波动量占比的影响规律相同。实验结果表明,丝速对运丝稳定性的影响程度最大;当缓冲器旋出长度为10.5 mm,磁滞制动器电流为0.09 A和丝速为1 mm/s时,线电极运行最稳定,并进行了实验验证。

线电极电火花磨削微细轴表面的液体磁性磨具抛光试验研究

为去除线电极电火花磨削加工微细轴表面的重铸层并提高表面质量,采用液体磁性磨具方法抛光微细轴,设计了液体磁性磨具抛光装置并集成至现有线电极电火花磨削机床,实现了对微细轴的在线抛光。采用液体磁性磨具对线电极电火花磨削后的钨材质微细轴进行抛光试验,并以黄铜材质微细轴作为对比,分析了液体磁性磨具抛光对单位材料去除量、末端摆动以及微细轴表面质量的影响。研究结果表明,微细表面材料可被均匀去除,钨微细轴形状刚度较好时抛光后的末端摆动几乎和抛光前一致,线粗糙度可从Ra0.1μm降到Ra0.05μm以下,并能有效去除表面的重铸层。

一种新型卧式微电火花机床的设计与实验研究

针对微电极制作的效率问题,提出了一种快速在线微电极加工成形的方法,设计了一种新型卧式微电火花机床。该机床由金刚石砂轮超精密在线电极磨削、线电极电火花在线电极磨削共同完成微米级电极的高效精密制作,该机床组成部分还包括基于CCD的在线光学尺寸检测与测量系统、精密运动与进给系统、纳秒级独立式脉冲放电电源与放电状态检测反馈系统组成。在该机床上进行了微电极制作、微小孔加工以及微电火花铣削等实验,加工出ф15μm微细轴和ф50μm微小孔。

微制造系统中的微细电火花加工技术

文章系统地研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势 。

金刚石涂层微铣刀的铣削加工试验

为了掌握金刚石涂层对其铣削性能的影响,针对直径为50μm级的硬质合金微铣刀,进行了金刚石涂层与未涂层硬质合金微铣刀具微槽铣削试验。通过使用线电极电火花磨削技术制备出直径为50μm级的D形微铣刀,采用金刚石涂层和未涂层刀具在纯铜工件上开展微槽铣削工艺试验;使用白光干涉仪、超景深显微镜等仪器来观测微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离变化的规律,分析金刚石涂层对硬质合金微铣刀铣削加工质量的影响。结果表明:采用金刚石涂层刀具加工的微槽具有较少的毛刺,表面粗糙度值约为未涂层刀具铣削的粗糙度值的1/2,并且能够在一定距离内保持稳定的槽宽、粗糙度值和侧面形貌。

50μm级D形硬质合金微铣刀铣削纯铜试验研究

针对折叠波导慢波结构的微型化和高精度要求,采用自研的μEM-200CDS2组合高精度加工机床,通过线电极电火花磨削技术,制备出直径为50μm级的D形微铣刀。在纯铜工件上开展工艺试验,研究微槽的表面质量。使用白光干涉仪、超景深显微镜、扫描电镜等仪器来观察微槽的变化情况,获得了微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离的变化规律,并对微铣削过程中的表面质量变化及毛刺形成的现象进行了分析。结果表明,槽底刀具的旋转轨迹纹路先是集中在刀具切出方向,随着刀具磨损,转为刀具进给方向;微槽顺铣侧毛刺多于逆铣侧,并随着铣削距离的增加而增多;微槽槽底粗糙度以线性增长趋势不断上升。

微铣刀在位放电制备及微铣削实验

在微细铣削加工中,微铣刀的径向跳动会降低工件的加工精度与表面质量,还会减少刀具使用寿命。为了减少刀具径跳,基于在位制备的思想,介绍了线电极电火花磨削(WEDG)加工微铣刀的原理,搭建了实验平台,设计了在位制备微铣刀的工艺过程和加工参数,提出了放电感知在位检测刀具尺寸的方法,利用WEDG技术制造出刀头直径为76.59μm的微铣刀,并加工出了平均槽宽78.40μm,平均表面粗糙度值Ra 77.50 nm的微结构。