聚晶金刚石复合片的电火花线切割精密加工试验

为了提高聚晶金刚石(PCD)刀具的生产效率,改进加工表面质量并减少刃磨余量,利用慢走丝电火花线切割机床(WEDM)对PCD复合片进行了加工工艺试验。对PCD复合片进行了5次切割,并分别测量了每次加工后的表面粗糙度、富钴界面层凹槽深度及宽度和PCD层刃口加工质量。试验结果表明:PCD复合片经慢走丝线切割多次加工,能够得到较好的表面质量,在众多影响因素中金刚石颗粒大小对加工质量影响较大;其中CTH025型号和CTB010型号的最终表面粗糙度分别为Ra=0.85μm和Ra=0.57μm,富钴界面层凹槽的深度分别为16.3μm和5.7μm,刃口处切口缺陷的尺寸也与金刚石颗粒的尺寸相当。经WEDM加工后的PCD复合片的刃磨余量可控制在4～15μm左右。

聚合物微流控芯片模具制造关键技术研究进展

成型微通道型腔镶块的加工是聚合物微流控芯片模具制造的核心问题。介绍了国内外微流控芯片模具镶块加工技术的发展状况,分析了各种加工技术的适用范围与发展前景。研究表明,微流控芯片模具镶块制造技术对精密注射成型技术的发展具有一定的推动作用。

PCD、PCBN复合片的电火花线切割加工质量

选取几种典型的PCD、PCBN复合片,在慢走丝电火花线切割机床上对其进行了多次加工工艺试验;运用三维表面轮廓仪、超景深三维显微镜对线切割加工后的表面粗糙度、富钴界面层加工质量、刃口加工质量等进行测量。结果表明:超硬颗粒直径大小及含量对加工质量影响较大,PCD、PCBN复合片经多次电火花线切割加工,能够得到较好的加工质量;经WEDM加工后的PCD复合片刃磨量可控制在4～15μm左右,PCBN复合片BNX20刃磨量可控制在10μm以内,而BZN6000则需较大的刃磨量。

级进模典型零件的线切割加工方法

为了满足精密级进模的设计要求,以质子交换膜燃料电池电极板级进模为例,编制了凹模镶块、凸模及凸模固定板等典型零件的加工工艺方案,并运用三菱NA2400慢走丝线切割机床对典型零件进行了加工。经检验,各零件完全满足设计要求。

电火花线切割加工铜钨合金切缝宽度及加工精度影响因素研究

铜钨合金是一种广泛应用于精密及难加工材料电火花成形加工的低损耗电极材料。在窄缝、清棱清角、高纵横比等结构的电极加工中,低速走丝电火花线切割加工较传统加工方法具有一定的优势。通过单因素实验研究了电火花线切割加工参数对铜钨合金粗加工切缝宽度、加工速度及表面粗糙度的影响规律,为实际加工提供理论指导。

CuW合金电极窄缝线切割加工工艺规律试验研究

结合数控精密低速走丝线切割NA2400机床的特点,通过控制单因素进行了试验,分析了伺服基准电压(VG)、峰值电流(IP)、电极丝张紧力(WT)及走丝速度(WS)分别对切缝宽度、平均加工速度及表面质量的影响规律,为实际切割相应尺度结构的CuW合金电极提供理论指导。

多工位组合电极电火花成形微结构镶块试验研究

针对高硬度金属基微结构镶块的加工,提出一种6工位组合电极电火花成形的新方法。以聚合物微流控芯片模具型腔镶块为研究对象,选用NAK80模具钢为镶块材料、铜钨合金(70%w)为电极材料,依据镶块上十字交叉的微凸起结构以及电火花成形电极的损耗规律,设计6工位窄缝组合电极。通过多次切割、恒速进给的工艺手段,利用精密慢走丝线切割加工出该组合电极,窄缝直角拐角处形状误差小于5μm、窄缝宽度误差在±2μm左右。利用此组合电极,以变换加工工位代替传统的更换电极工艺,在补偿电极损耗的同时避免引入重复定位误差,通过精密电火花成形,依次完成粗、半精与精加工,成形出微凸起结构镶块。微凸起截面近似梯形,表面粗糙度Ra0.208μm,可以满足聚合物微流控芯片成形的基本要求。

多工位组合电极电火花成形微凹槽结构

针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题,提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象,选用NAK80模具钢为型腔材料,铜钨合金(W75%)为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量,对复杂微凸起结构进行分解,形成2组4工位组合电极;采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后,利用制备好的多工位组合电极,采用变换工位代替更换电极的加工方式,通过精密电火花成形,依次完成粗、半精与精加工。结果表明:加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好,宽度、高度误差在3μm以内,根部圆角在15μm以内,可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。

薄镍板上Meso尺度结构的电火花线切割

研究了利用常规电火花线切割技术加工薄镍板微小结构的方法。利用慢走丝电火花线切割加工机床对厚度为0.6mm镍板上的Meso尺度结构进行了加工试验。以机床现有的工艺条件对零件进行试切割,对试切割后的尺寸精度和表面质量进行测量分析,在此基础上通过对放电能量、冲液压力、切割速度等机床参数的调整改进加工工艺。探讨了在200μm缝宽范围内进行多次切割的方法,并对切割次数进行合理优化、合并。试验结果表明:慢走丝线切割加工对小于机床设定厚度的薄板Meso尺度结构仍可进行稳定加工;通过多次切割的方法可提高表面质量。在200μm窄缝范围内进行5次常规切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.54μm;在保证表面质量的前提下,将5次切割合并为3次切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.62μm,加工时间缩短了30%左右。该技术可为电火花线切割加工其他材料薄板微小零件提供支持与参考。

多工位尖角电极电火花成形微尖槽结构

针对加工某微小装置的局部微尖槽形状精度难以保证的问题,提出一种多工位尖角电极电火花成形的方法。以304不锈钢为工件材料,选择纯铜和铜钨合金(W75%)作为电极材料并进行试验比较。为减小电极损耗和重复定位误差对加工精度的影响,采用慢走丝电火花线切割加工多工位尖角电极,然后利用多工位尖角电极电火花成形夹角为16°、深度为0.36mm的微尖槽。结果表明:采用较低进给速度,恒速多次线切割的方法能制作出质量较好的多工位尖角电极;尖槽成形精度随着工位数的增加而提高,且相同工位数时由于铜钨合金电极的低损耗性能使尖槽成形精度更好。最终采用6工位的铜钨合金电极成形微尖槽角度为16.3°,相对误差1.9%;深度为0.356mm,相对误差1.1%,形状精度也较好。该方法可以满足某微小装置中微尖槽部分的加工精度和使用要求。

基于统计方法的超声振动电火花油的空化场表征

通过铝箔腐蚀法测定不同条件下电火花工作液中的超声空化场分布,用Image-J软件提取腐蚀位置,借鉴金属盐雾腐蚀试验统计方法量化超声空化效应。结果表明:超声在电火花工作液作用区域内的空化场分布不均匀,且随着铝箔与超声振板距离的增加,铝箔的腐蚀面积减小,空化效应减弱;频率为28 k Hz的超声波在90 W功率条件下,80 mm范围内的空化作用的衰减率降至75%,且随着频率增加,衰减变快。