【正文】 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 微尺度群凸起電火花加工試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠(chéng)信承諾書(shū)本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期： 常熟理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解常熟理工學(xué)院有關(guān)收集、保留和使用畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的規(guī)定，即：本科生在校期間進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)在解密后遵守此規(guī)定。本人簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 微尺度群凸起電火花加工試驗(yàn)設(shè)計(jì)摘 要隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來(lái)越多，這就使得傳統(tǒng)的機(jī)械加工難以持續(xù)。微尺度群凸起電火花加工作為新的一門(mén)技術(shù)，通過(guò)電極間的重復(fù)脈沖放電腐蝕材料，能夠更精細(xì)的對(duì)工件進(jìn)行加工。在本工作中，首先設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，通過(guò)電火花加工技術(shù)對(duì)微型散熱器的圓柱表面實(shí)施微凸起加工。構(gòu)建出凸起形狀為邊長(zhǎng)200 um的正方形，且凸起間距也是200 um，并且通過(guò)一次裝夾同時(shí)完成圓柱的軸向與周向兩道加工工序。最終在圓柱表面加工出微凸起結(jié)構(gòu)，經(jīng)電子顯微檢測(cè)凸起間距以及長(zhǎng)和寬大約都為200 um,高大約為150um的立體，符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。關(guān)鍵詞：群凸起 夾具 電極Micro EDM Experimental Design GroupAbstractWith the development of industry and the progress of science and technology, there are more and more workpiece with plex structure and special technology, which make the process to prepare these workpiece being more difficult for traditional mechanical processing methods. Micro EDM group is a new technology with high precise processing, which process workpiece through repeated pulse discharge between electrodes and workpiece to corrode material.In this work, a special fixture has been designed, which can process the cylindrical surface to attain the micro convex configurations on the surface of cylindrical using electric spark machining technology. These micro convex configurations are squared and the sidelength is 200 um. The distance among these micro convex configurations is also 200 um. Through our designed fixture, the process for axial and circumferential are employed at the same time. Indeed, micro convex configurations, which the sidelength,and distance are 200 um ,height is 150 um are prepared and confined by electron microscopic detection. The aim of this work has been achieved.Keywords: group raised。 fixture。 electrode目錄第一章 引言 1 電火花加工簡(jiǎn)介 1 電火花加工原理 1 3 4第二章 微凸起結(jié)構(gòu)的加工技術(shù) 5 微凸起結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用 5 幾種微凸起結(jié)構(gòu)的加工方法 5 電火花成型加工 5 超聲加工 7 電火花放電加工 8 微凸起結(jié)構(gòu)加工方法的選擇 8第三章 加工電極的制作 10 電極的制作方法及選擇 10 11 電極的標(biāo)準(zhǔn)制作與安裝 13第四章 夾具的設(shè)計(jì) 14 夾具的功用 14 裝夾 14 加工夾具的設(shè)計(jì) 15 整體設(shè)計(jì) 15 選擇電機(jī) 16 選擇軸承 16 設(shè)計(jì)主軸 17 設(shè)計(jì)箱體 18 設(shè)計(jì)零部件 18 夾具設(shè)計(jì)總結(jié) 19第五章 加工工藝 20 工藝參數(shù) 20 加工微凸起的步驟 20 周向加工 20 軸向加工 21 電參數(shù)的正確匹配 21 檢測(cè)與分析 22 檢測(cè)方法 22 檢測(cè)結(jié)果 22 小結(jié) 24第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)與展望 25 設(shè)計(jì)總結(jié) 25 展望 25參考文獻(xiàn) 26致 謝 27IV第一章 引言 電火花加工簡(jiǎn)介電火花加工是經(jīng)歷了人們從生產(chǎn)改革到科技文明的一門(mén)新的學(xué)科，新的技術(shù)。數(shù)十年的發(fā)展路程，使得它能夠更好地被人們所接受并加以應(yīng)用，完善生產(chǎn)操作，促進(jìn)效率。十九世紀(jì)后期，人們通過(guò)對(duì)光電應(yīng)用的研究，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)解電器的觸點(diǎn)在打開(kāi)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生放電效應(yīng)，使得接觸點(diǎn)燒蝕，損壞了接觸面。這種放電效應(yīng)在電極產(chǎn)起的燒蝕現(xiàn)象我們稱(chēng)之為電腐蝕。在開(kāi)始一段時(shí)間，電腐蝕是被人們認(rèn)為有害的，針對(duì)健康環(huán)保，減少和避免該類(lèi)電腐蝕，人們開(kāi)展了對(duì)電腐蝕產(chǎn)生的原因和防止的辦法的研究。在人們了解了它的規(guī)律之后，開(kāi)始轉(zhuǎn)變研究方向，將電腐蝕用到生產(chǎn)過(guò)程中，轉(zhuǎn)害為利。研究結(jié)果表明，當(dāng)兩個(gè)正負(fù)極放電的時(shí)候，通道里面會(huì)在瞬間產(chǎn)生極多的熱量，這些能量足以使得電極材料表層發(fā)生局部的熔化或汽化；同時(shí)，這些熔化或汽化的材料碎屑會(huì)能脫離電極的表面，形成我們所能看到的放電腐蝕形成的坑穴。在二十世紀(jì)四十年代初，人們通過(guò)對(duì)電火花的進(jìn)一步研究，認(rèn)識(shí)到了在液體介質(zhì)中進(jìn)行重復(fù)性脈沖放電，可以對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行相對(duì)的尺寸加工， “電火花加工法[1]”由此產(chǎn)生，并將得到發(fā)展應(yīng)用。 電火花加工原理圖1 1 電火花加工的原理圖電火花加工是利用低壓和液介所形成的火花放電來(lái)對(duì)材料進(jìn)行標(biāo)量尺寸的腐蝕，達(dá)到預(yù)期的加工目標(biāo)，我們稱(chēng)這種方法為電火花加工法。如上圖11所示，電火花加工原理可詳述成以下幾個(gè)工序，其中圖11(a)為加工原理的模擬框圖。(1) 兩極間介質(zhì)的電離、擊穿所形成的放電通道(圖11(b))。接通脈沖電壓，工具與工件各自的電極慢慢靠攏（～），這導(dǎo)致它們之間的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)逐步增大，不過(guò)受兩極的細(xì)微表面是凹凹凸凸的影響，兩極間最近的A、B兩點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度是所有里面最大的。兩極之間所存在的介質(zhì)是液體的（通常用煤油，礦物油或去離子水），眾所知道，這樣的液體介質(zhì)中或多或少地會(huì)含有微分子，自由電子等其他雜質(zhì)。在強(qiáng)大的電場(chǎng)力作用下，正粒子（帶正電）和負(fù)粒子（帶負(fù)電）會(huì)出現(xiàn)分離，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度增大，帶電粒子也就變多，最終會(huì)使得液體介質(zhì)電離和擊穿，出現(xiàn)放電通道。因?yàn)橥ǖ赖慕孛嫣^(guò)細(xì)微，通道內(nèi)受熱膨脹所形成的壓力最高可達(dá)幾萬(wàn)帕，這樣的情況下，高溫高壓的放電通道以一個(gè)難以想象的速度擴(kuò)展，產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)烈的沖擊波輻射到四周。在放電的同一刻，還伴隨著產(chǎn)生光以及聲效應(yīng)，由此造成了我們習(xí)以為?？吹靡?jiàn)的電火花。(2) 電極工具材料的熔化和氣化所導(dǎo)致得熱膨脹 (圖11(c)、(d))。當(dāng)液體介質(zhì)中形成放電通道的那一刻，通道間的那些帶負(fù)電的粒子會(huì)向正極運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶正電的粒子也就向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，這樣的運(yùn)動(dòng)中，各粒子之間磕磕碰碰，導(dǎo)致熱量的產(chǎn)生，相應(yīng)的周邊溫度升高，通道里面環(huán)境發(fā)生劇變，一瞬之后，高溫達(dá)到一個(gè)極限（10～107W／mm）。這樣的情況下工作液先出現(xiàn)汽化，進(jìn)一步發(fā)生氣化，高溫范圍向周邊延伸出去，金屬材料的表層逐步開(kāi)始出現(xiàn)熔化以及氣化。最終氣化后的金屬蒸氣