微细电火花加工

摘要： 放电加工利用工具和工件之间脉冲性放电时的瞬时高温来去除工件上多余的材料,以达到预定的零件尺寸、形状及表面质量等技术要求。按工具电极和工件相对运动方式、用途以及放电形式的不同,可将放电加工分为电火花成形加工、电火花线切割加工、小孔高速电火花加工、放电磨削加工、微细电火花加工和高速电弧放电加工等。

摘要： 随着太赫兹科技的发展,电学精密器件的制造需求增加。微结构特征的尺寸精度、表面质量等对高频电学器件的电学性能有重要影响。目前要求的特征尺寸为数十微米、精度数微米、表面粗糙度数十纳米、侧壁陡直度±1°,并且整体呈现典型的跨尺度特征。围绕现实需求,介绍了为满足高频电学器件核心技术指标要求而开展的微槽特征截面的控形技术、高频脉冲电加工电源技术、加工过程伺服控制技术、大长径比微结构特征随动走丝切槽技术等微细电火花加工关键技术;进行了完整器件的精密制造,并通过相关物理特性测试验证了器件的性能以及微细电火花加工技术在高频电学精密器件中的有效性。

摘要： RC脉冲电源是微细电火花加工中常用的电源,低开路电压下的微能RC脉冲电源可实现更加微细和精密的电火花加工.针对低开路电压下的微能RC脉冲电源放电波形进行观测,对不同充电电容和开路电压下的充电电容两端电压、放电间隙两端电压及放电回路的电流波形进行了对比和分析.研究发现:由于回路中寄生参数的影响,充电电容两端电压与放电间隙两端电压存在明显区别;由于放电通道存在一定的阻抗,因此沿放电通道存在电势差,这使得低开路电压下的RC脉冲电源极间放电电压也存在维持电压,且易受充电电容的存储电荷量及放电间隙状态等因素影响.

摘要： 微细电火花加工作为重要的非传统加工技术广泛应用于精密制造等领域,但加工效率低和加工质量差等问题严重制约了微细电火花加工技术的发展。为了改善微细电火花加工存在的问题,将磁场与微细电火花加工相结合,在不同的电极转速条件下研究外加磁场对Ti-6Al-4V微孔加工性能、加工精度和表面质量的影响。加工性能由材料去除率和电极磨损率表征,加工精度由过切和锥度表征,根据表面粗糙度和表面形貌来评估表面质量。试验结果表明:采用磁场微细电火花复合加工方法在Ti-6Al-4V上加工微孔时,材料去除率和电极磨损率增大,过切和锥度减小,表面粗糙度降低,加工精度和表面质量均得到改善。

摘要： 针对微细电火花加工技术特点,开展电极形状损耗形成机理的研究,设计了开放状态微细电火花加工实验方法,实现电蚀产物浓度的改变;通过实验对比不同加工状态下微细电火花加工电极形状损耗变化、工件表面微观形貌和重熔层情况,系统研究不同电蚀产物浓度作用下电极形状损耗的影响规律;分析微细电极形状损耗的影响机制,总结内凹坑形状变化与电蚀产物的内在关系.研究成果为实现微细电极的形状控制提供了一定的实验及理论依据,达到了提升微细电火花加工质量和加工稳定性的目标.

摘要： 为适应不同的工艺范围需求,设计了一种基于单端反激拓扑结构的微细加工脉冲电源,在不改变放电主回路和输入电压的情况下,可实现一定范围内多等级能量加工.该电源采用现场可编程门阵列作为主控芯片,通过改变输入反激变换器原边的能量来改变副边输出至放电间隙的能量;结合放电状态检测功能,当探测到极间处于连续短路状态时,可生成能量较大的清扫脉冲,清除极间堆积的加工屑,使极间恢复至正常加工状态.加工测试证明,该电源可实现多种能量等级加工且可取得较好的加工效果,并使在线精确检测下的自适应多能级微细加工成为可能.

摘要： 线电极放电磨削工艺开启了微细电火花加工的基本路径.30余年来,国内外研究者持续进行的微细电火花加工研究涉及脉冲放电电源、伺服进给控制、电极制备、微细孔和微结构加工、加工材料、工作液、附加超声振动或旋转磁场及复合加工等诸多方面,不断推动微细电火花加工技术的进步和提升.介绍了从微细电极在线制备及微细孔加工工艺到3D微结构加工工艺的研究,通过持续的研究和不断的技术积累,开发出微细电火花加工装备并拓展其应用,尝试探讨微细电火花加工的基础关键研究问题以及进一步研究开发应用的发展途径.

摘要： 电极微小化是微细电火花加工关键技术之一,由于很难在线测量微细电极的实际损耗量,目前各种电极补偿方法却没有完全解决电极损耗所带来的问题.针对制约微细电火花加工发展的这些关键问题,本文提出一种基于液体金属电极放电的微细电火花加工进行研究.该方法将环保无毒常温为液态的液体金属镓铟锡合金盛放于毛细管中，在合适的压力和强电场作用下，末端悬挂的球状液滴会抵消部分表面张力而变成锥状尖端，利用此尖端作为微细放电电极。与普通微细电火花加工一样，在满足放电间隙条件下，液体金属电极和工件发生火花放电并产生高温来熔化、蚀除工件材料，同时液体金属电极材料也会消耗。但放电时损耗的液体金属通过适当压力条件下连续补给。在这种加工方式中，毛细管本身不参与放电，因此电极的形状不会发生改变，巧妙地解决了微细电极制作和损耗的问题，从而提高加工精度和效率，满足微细精密加工的要求。

摘要： 为了实现微冲裁加工,本文采用微细电火花加工技术,在线制备了复杂形状的高精度微冲裁模具.研究中采用超声波振动加工液方式,促进了加工屑从放电间隙的排出速度,从而使得加工效率和加工精度明显提高,实验结果表明了这一方法的有效性,并应用于复杂形状的高精度微冲裁模具的加工中.最后对所加工微冲裁模具的尺寸误差进行了讨论与分析.

摘要： 微细电火花加工技术是微细电加工领域中的一个重要发展方向,本文从其国内外发展现状,其中的多项关键技术,包括微能脉冲电源、微细电极制作、电极损耗补偿以及加工状态监测与控制,并结合中国工程物理研究院机械制造工艺研究所的研究现状进行了简介.

摘要： 基于微细电火花加工机床的重要组成部分,结合中物院机械制造工艺研究所的研究工作,介绍了国内外在微能脉冲电源、微细电极制作、高精度进给机构和加工过程监测与控制等方面的研究进展,概述了微细电火花加工技术的研究热点和未来的发展趋势.

摘要： 微细电火花加工具有无切削力、加工性能与材料硬度强度无关等优点,特别适合钛合金、镍合金等高性能材料的深小孔加工.在深小孔加工过程中,由于加工间隙小、排屑困难,导致微细电极损耗率高、加工效率低.伺服控制算法对深小孔加工影响较大,传统的平均电压伺服算法伺服策略单一,伺服速度范围固定,伺服效率效率较低.尽管一些学者采用了自适应优化算法,能够根据加工状态改变控制策略,但是由于伺服控制参数无法实现线调整,不能及时的反应间隙状态.基于上述原因,本文提出了一种以模糊控制算法为基础、可实时在线优化的伺服控制算法,以提高微细电火花小孔加工精度和效率.

摘要： 微细电火花加工具有脉冲能量小,放电间隙小,工具电极尺寸小,加工特征小,频率高,放电状态复杂等特点,为了保证微细电火花加工的效率和稳定性,高精度,智能化的放电状态实时检测与控制方法始终是该领域研究的一项重要内容.文中综述了微细电火花放电状态检测与控制的研究现状,介绍了国内外比较典型的研究成果,如应用模糊控制和神经网络理论的检测控制方法等,并结合所在单位的研究条件,介绍了微细电火花放电状态检测与控制技术的实际应用.

摘要： 定长补偿方法是微细电火花加工的一种高精度加工工艺.在此方法中相对体积损耗比的精确测量是保证加工精度的关键所在.本文基于相对损耗体积比的公式,提出了一种测量方法.在微细电火花定长补偿铣削加工实验中,采用基于图像识别的方法,通过分层扫描的方式得到加工型腔的整体形貌,提取到加工区域的轮廓线及测量包络线.利用Matlab将所得图像进行二值化处理,从而计算出相对体积损耗比的精确值.并在此基础上通过不同补偿长度下的单道槽加工实验验证了该实验方法的准确性.

摘要： 本文采用图像处理方法获取了复杂图形的加工轨迹,进而采用微细电火花加工技术通过连续钻孔的方式实现了图形轨迹的微群孔加工,同时通过图形轨迹中群孔的孔径变化规律来间接反映微细电火花钻孔过程中工具电极径向损耗规律.其中,采用图像处理方法获取图形加工轨迹方便快捷且易于实现复杂轨迹的生成,其次,刀具的径向损耗变化曲线反映出刀具的径向损耗呈现出一定的规律性.

摘要： 在微细电火花分层扫描加工过程中,电极端部及零件轮廓横截面容易出现钝圆现象.文中对其中存在的放电脉冲在正负两极产生的积分蚀除机理进行了分析,并利用典型的中空工具电极,结合设计的微细电火花单道扫描加工仿真软件,开展了中空电极在旋转和不旋转两种条件下的单道扫描加工仿真分析与实验验证,对工具电极与试件截面轮廓的测量结果表明,微细电火花单道扫描加工中,放电脉冲对两极存在差异化的积分蚀除作用,该差异受工艺参数影响较大.

摘要： 在微细电火花分层扫描加工过程中,电极端部及零件轮廓横截面容易出现钝圆现象.文中对其中存在的放电脉冲在正负两极产生的积分蚀除机理进行了分析,并利用典型的中空工具电极,结合设计的微细电火花单道扫描加工仿真软件,开展了中空电极在旋转和不旋转两种条件下的单道扫描加工仿真分析与实验验证,对工具电极与试件截面轮廓的测量结果表明,微细电火花单道扫描加工中,放电脉冲对两极存在差异化的积分蚀除作用,该差异受工艺参数影响较大.

摘要： 本发明公开了一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法。包括主动供丝模块、线电极恒张力模块、运丝高度调整模块、放电模块、线电极导向轮间隙调整模块、收丝模块、微细轴伺服驱动模块；微细轴(65)绕自身轴线旋转、上下往复运动并沿进给方向切入线电极I(5)和线电极II(7)所形成的狭缝中；微细轴(65)同时与线电极I(5)和线电极II(7)放电，微细轴伺服驱动模块保证加工过程中微细轴(65)沿线电极I(5)和线电极II(7)对称中心线运动。该方法减小了微细轴直径控制难度，提高了微细轴加工效率、提高了单根、多根微细轴的直径一致性。

摘要： 本发明公开了一种镜像双丝微细电火花磨削微细轴加工装置及方法。包括主动供丝模块、线电极恒张力模块、运丝高度调整模块、放电模块、线电极导向轮间隙调整模块、收丝模块、微细轴伺服驱动模块；微细轴(65)绕自身轴线旋转、上下往复运动并沿进给方向切入线电极I(5)和线电极II(7)所形成的狭缝中；微细轴(65)同时与线电极I(5)和线电极II(7)放电，微细轴伺服驱动模块保证加工过程中微细轴(65)沿线电极I(5)和线电极II(7)对称中心线运动。该方法减小了微细轴直径控制难度，提高了微细轴加工效率、提高了单根、多根微细轴的直径一致性。

摘要： 本发明是一种微细电解及微细电火花加工机床的主轴系统。包括有进电装置、中间主轴传动装置、陶瓷轴承装置、微细工具电极锥形定位装置和阵列孔减振结构装置,其中进电装置包括有进电垫片、调节钮、进电支撑架、不锈钢球；中间主轴传动装置包括伺服电机、伺服电机带轮、中间主轴轴端带轮、中间主轴、上端盖、中间主轴小带轮、下端盖、主轴带轮、主轴、中间聚甲醛块；陶瓷轴承装置包括V型轴承固定架和V型陶瓷轴承；微细工具电极锥形定位装置包括锥形定位套、微细工具电极；阵列孔减振结构由支撑板组成，本发明可以实现微细电解加工及微细电火花加工，本发明结构简单、实用性强，可以提高主轴的回转精度，且相对于其他进行微细加工的主轴成本明显降低。

摘要： 本发明属于特种微细加工技术领域，涉及一种微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构，由微细电极丝进给与损耗自动补偿模块、微细电极丝辅助激振模块以及微细电极丝精密导向模块组成。常闭夹丝机构位于常开夹丝机构和精密导向模块之间，缩短了常闭夹丝机构夹丝点与导向模块间的距离，提高了微细电极丝的稳定性。微细电极丝在伺服进给的同时，还在辅助激振模块的作用下高频振动，用于改善间隙放电状态与排屑条件，提高加工效率。精密导向模块采用在硅片上刻蚀的精密V型导向槽实现对微细电极丝的高精度导向，一种规格V型导向槽的硅片可以适应一定直径范围的电极丝。本发明用于微细孔加工。

摘要： 一种表面微沟槽的加工方法、微细电火花加工装置，首先在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，将第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，第二金属箔的电火花加工损耗速率小于第一金属箔的电火花加工损耗速率，按照预设的路径对初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料，将叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，气体由所述储气装置的出气口和阵列沟槽通道输出，将叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构，然后将其用于微细电火花加工，从而实现深窄微沟槽的高质高效微细电火花加工，解决微细电火花加工过程中存在的碎屑排除难度较大的问题。

摘要： 本发明是一种微细电解及微细电火花加工机床的主轴系统。包括有进电装置、中间主轴传动装置、陶瓷轴承装置、微细工具电极锥形定位装置和阵列孔减振结构装置，其中进电装置包括有进电垫片、调节钮、进电支撑架、不锈钢球；中间主轴传动装置包括伺服电机、伺服电机带轮、中间主轴轴端带轮、中间主轴、上端盖、中间主轴小带轮、下端盖、主轴带轮、主轴、中间聚甲醛块；陶瓷轴承装置包括V型轴承固定架和V型陶瓷轴承；微细工具电极锥形定位装置包括锥形定位套、微细工具电极；阵列孔减振结构由支撑板组成，本发明可以实现微细电解加工及微细电火花加工，本发明结构简单、实用性强，可以提高主轴的回转精度，且相对于其他进行微细加工的主轴成本明显降低。

摘要： 本发明属于特种微细加工技术领域，涉及一种微细电火花加工用微细电极丝进给导向机构，由微细电极丝进给与损耗自动补偿模块、微细电极丝辅助激振模块以及微细电极丝精密导向模块组成。常闭夹丝机构位于常开夹丝机构和精密导向模块之间，缩短了常闭夹丝机构夹丝点与导向模块间的距离，提高了微细电极丝的稳定性。微细电极丝在伺服进给的同时，还在辅助激振模块的作用下高频振动，用于改善间隙放电状态与排屑条件，提高加工效率。精密导向模块采用在硅片上刻蚀的精密V型导向槽实现对微细电极丝的高精度导向，一种规格V型导向槽的硅片可以适应一定直径范围的电极丝。本发明用于微细孔加工。

摘要： 一种表面微沟槽的加工方法、微细电火花加工装置，首先在第一金属箔上形成阵列沟槽通道，将第一金属箔与第二金属箔交替叠层组合形成初始叠层电极，第二金属箔的电火花加工损耗速率小于第一金属箔的电火花加工损耗速率，按照预设的路径对初始叠层电极进行加工形成叠层电极坯料，将叠层电极坯料固定在储气装置中，并由储气装置的进气口输入气体，气体由所述储气装置的出气口和阵列沟槽通道输出，将叠层电极坯料进行多轮固定深度的电火花加工，以使叠层电极工作端面逐渐损耗形成预设的轮廓结构，然后将其用于微细电火花加工，从而实现深窄微沟槽的高质高效微细电火花加工，解决微细电火花加工过程中存在的碎屑排除难度较大的问题。

摘要： 本发明属于电火花加工技术领域，具体涉及微小拉瓦尔孔微细电极电火花加工装置及装配和加工方法。本发明主要解决了微小拉瓦尔孔喷油嘴不能批量生产的问题，本发明包括装置基台、Y轴旋转台、Z轴旋转台、喷油嘴夹具组件、供油供电电极组件、三轴数控机床、电火花脉冲电源和高压电火花油输送系统，采用三轴数控机床与高精度的专用夹具以及微细电极电火花加工结合的方式加工微小拉瓦尔孔，可以在实现批量生产的同时保证加工精度；同时微细电极电火花加工，加工后孔内壁表面存在微坑，微坑尺寸在几微米大小，起到表面微织构的作用，能够将流体与固体表面阻力降低，且微细电火花加工后，表面存在重铸层，重铸层能够起到表面强化防止气蚀破坏的作用。

摘要： 本实用新型是一种微细电解及微细电火花加工机床的主轴系统。包括有进电装置、中间主轴传动装置、陶瓷轴承装置、微细工具电极锥形定位装置和阵列孔减振结构装置,其中进电装置包括有进电垫片、调节钮、进电支撑架、不锈钢球；中间主轴传动装置包括伺服电机、伺服电机带轮、中间主轴轴端带轮、中间主轴、上端盖、中间主轴小带轮、下端盖、主轴带轮、主轴、中间聚甲醛块；陶瓷轴承装置包括V型轴承固定架和V型陶瓷轴承；微细工具电极锥形定位装置包括锥形定位套、微细工具电极；阵列孔减振结构由支撑板组成，本实用新型可以实现微细电解加工及微细电火花加工，本实用新型结构简单、实用性强，可以提高主轴的回转精度，且相对于其他进行微细加工的主轴成本明显降低。