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    電火花“微加工”腐蝕技術(shù)簡析
    發(fā)布者:cfwedm  發(fā)布時間:2011-01-10 16:32:25
    電火花“微加工”腐蝕技術(shù)簡析

    與軌跡電火花腐蝕、垂直電火花腐蝕相比,線切割機床也是微電腐蝕加工中可以使用的工藝技術(shù),利用極細的20μm粗的微型線切割絲,可以切割出寬度僅為40μm的縫隙。在采用了多線微型線切割的方案后,可將割縫的寬度提高到幾個微米,縫隙處的表面粗糙度可達到Ra±0.1μm的水平。微線切割技術(shù)除了生產(chǎn)微型產(chǎn)品,例如生產(chǎn)微型齒輪,或者微型反轉(zhuǎn)機構(gòu)(minimal-invasiven Chirurgie)的零部件外,還非常適合生產(chǎn)制作微造型模具和微沖裁模具。與此相比,垂直進給的微成型電火花腐蝕加工則主要適用于微壓鑄模具和微孔加工,例如加工共軌噴射系統(tǒng)中的電控噴油器。在機床生產(chǎn)與研究開發(fā)不斷發(fā)展的情況下,在微加工機床外部設(shè)備的不斷完善的情況下,微電腐蝕加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒁矔S之不斷擴大。 

    在微系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中的產(chǎn)品開發(fā)需要多種微技術(shù)的共同發(fā)展。例如需要微型機械零件、微型光學零件和微型電子部件的共同努力才能完成。微型的數(shù)字攝像機就需要上述各個微型技術(shù)的通力合作。微型技術(shù)領(lǐng)域中產(chǎn)品需求量的增加也帶動了微型機械產(chǎn)品需求量的增加,從而對機械產(chǎn)品的生產(chǎn)加工提出了更高的要求。因此,微型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、微型結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)制造和微型部件的研制開發(fā)是急待增強的新領(lǐng)域。

    高硬度微型零件的機械加工,因微型結(jié)構(gòu)件有限的可加工性、極高的精度和很小的制造公差,所以是一項非常困難的加工任務(wù)。在工業(yè)化大批量生產(chǎn)中,微型結(jié)構(gòu)件最主要的生產(chǎn)工藝方法是輥壓、微壓鑄、熱沖壓等等。在高耐磨微型零件結(jié)構(gòu)的加工中,除了磨削和激光切削方法以外,電火花腐蝕加工也是一種可行的微型結(jié)構(gòu)件加工工藝。在電火花腐蝕加工中,利用微型成型電極的電火花腐蝕加工和微型線切割加工,由于其工藝方法在微型系統(tǒng)機械零部件、結(jié)構(gòu)件加工中的特性而得到廣泛應(yīng)用。這兩種加工工藝方法與被加工工件材料的性質(zhì)無關(guān),不受工件材料的影響,并且?guī)缀醪划a(chǎn)生切削力,因此可以生產(chǎn)加工出非常小的結(jié)構(gòu)件。

    微電火花腐蝕加工的概念(縮寫為μ-EDM)表示的是利用電火花腐蝕加工的方法生產(chǎn)加工微型工件和微型結(jié)構(gòu)件,它是機械加工中電火花腐蝕加工在微型加工領(lǐng)域中的一種應(yīng)用。在微電火花腐蝕加工中,被加工工件的輪廓尺寸明顯的小于1mm。微電火花腐蝕加工與傳統(tǒng)電火花腐蝕加工的區(qū)別首先是非常小的電極,除此以外就是與微型工件、微型結(jié)構(gòu)件電火花加工相適應(yīng)的電氣參數(shù)和生產(chǎn)工藝參數(shù)。由于微型工件的體積和尺寸非常小,所有的加工工藝參數(shù)都不能超過工件熱負荷極限的限制。這就是說:要減少放電電能,減少電流密度。

    現(xiàn)代化的電火花腐蝕加工設(shè)備除了配備有電流可調(diào)的標準電機,可進行大功率的電火花腐蝕加工以外,還附加了張馳振蕩器,可用于微電火花腐蝕加工和表面精密加工。這種電容式的微型振蕩器可以根據(jù)電氣傳導距離的放電電容量、分布電容,產(chǎn)生很小的放電能量。最小為0.1μJ/每個放電過程;最小的工作電流0.1A;最短的放電持續(xù)時間為50ns ;以及放電頻率達到10 MHZ。它可實現(xiàn)的最小電火花間距達15μm。目前,利用微電火花腐蝕加工工藝可以達到的最小結(jié)構(gòu)尺寸約為20μm,日本的研究人員已經(jīng)成功的在厚度為10μm的鋼質(zhì)薄片上利用微電火花腐蝕加工工藝加工出了直徑為5μm的孔。在加工這種孔時,他們充分控制了電氣導線和夾具系統(tǒng)在電火花腐蝕時的放電電容,使它小于10 pF。在微電火花腐蝕加工中,機床只允許有非常小的放電電容,例如利用陶瓷夾具,屏蔽了的電氣導線,來減少機床系統(tǒng)的放電電容;電容和電路板等,也應(yīng)嚴格在空間上與加工電極分割開來。


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