微細(xì)電火花加工研究現(xiàn)狀與存在的問題(存儲版)
【正文】 可用于熱敏性材料的加工。微細(xì)電火花加工（MicroEDM）是指用棒狀電極或用線電極電火花加工微孔、窄槽、窄縫等各種復(fù)雜形狀的加工技術(shù)，它是微制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)[5]。在放電的同時還伴隨著光效應(yīng)和聲效應(yīng)。暫時性點(diǎn)放電能在首次放電結(jié)束時快速熄滅冷卻。為了實(shí)現(xiàn)更高的點(diǎn)溫度，更少和更小的二級放電有利于電子發(fā)射的效率和消耗更少的能量。其電火花脈沖電源最小脈沖能量可達(dá)107J。Antoine Descoeudres、Hockenberry認(rèn)為在一次脈沖放電期間，放電的全過程都處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。通過自鉆孔制備微細(xì)電極方法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是加工方法簡單，電極加工前不需要調(diào)整電極的位置，具有很高的加工效率、尺寸精度和形狀重復(fù)精度，具有很好的應(yīng)用前景。因此，研究如何減小電極損耗是十分必要的。但低電壓目前僅停留在實(shí)驗(yàn)階段，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。該方法通過獲得準(zhǔn)確的電極損耗比，可準(zhǔn)確的計(jì)算電極的損耗補(bǔ)償值，獲得了較高的加工精度。針對微細(xì)軸的在線制備問題進(jìn)行系統(tǒng)研究，提供簡便、精確的制備方法。最值得欣賞的風(fēng)景，是自己奮斗的足跡。不要做金錢、權(quán)利的奴隸；應(yīng)學(xué)會做“金錢、權(quán)利”的主人。對基于直線電機(jī)的微細(xì)電火花加工伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出基于直線電機(jī)的微細(xì)電火花加工伺服控制策略。在此方面的研究中，影響較大的是大連理工大學(xué)的余祖元教授提出的均勻損耗法[12]。 （a）LIGA制作的電極陣列 （b）微細(xì)電火花加工的孔陣列圖6 微細(xì)電火花批量加工的陣列孔 低電壓放電加工技術(shù)日本學(xué)者Kai Egashira與Katsumi Mizutani最先利用低電源電壓技術(shù)進(jìn)行了放電加工的試驗(yàn)，電源電壓在5V以上時，用直徑15μm或7μm的鎢金屬電極，；同時驗(yàn)證了電源電壓為2V也可進(jìn)行放電加工的事實(shí)；并采用20V的電源電壓，加工出直徑216。也可以說，在微細(xì)電火花銑削加工中加工面積Sw與電極橫截面積的Se的比值，對電極的損耗放大了。單脈沖放電能夠在瞬間把直徑100μm的鎢電極加工成直徑20~40μm的針狀電極。 電火花加工機(jī)理電火花加工機(jī)理的研究瓶頸除了因?yàn)榉烹娺^程本身的復(fù)雜性、隨機(jī)性以外，還由于對放電通道中帶電粒子的運(yùn)動特性、電磁特性以及振蕩性認(rèn)識不夠。近些年，國外許多著名電加工生產(chǎn)商都推出了商用微細(xì)電火花加工設(shè)備，另外一些科研機(jī)構(gòu)也展開了研制工作，并取得重要成果。二次放電循環(huán)就這樣不斷進(jìn)行下去，直到首次放電脈沖結(jié)束。轉(zhuǎn)移二次放電（Shifting Secondary Discharge，SSD）很可能就是金屬拋出蝕除的驅(qū)動力[8]。圖（df）為第二階段，在極間電場作用下，通道中的正離子與電子向陰極和陽極高速運(yùn)動并發(fā)生劇烈碰撞，從而在放電通道內(nèi)正負(fù)兩極表面分別形成瞬時熱源（可以達(dá)到5000℃以上），金屬材料熔化，甚至沸騰氣化。由于電火花加工具有這些傳統(tǒng)切削加工所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，目前已廣泛用于各類工業(yè)中。（2）可加工特殊、復(fù)雜形狀的零件。為了適應(yīng)這些要求，各種新結(jié)構(gòu)、新材料和復(fù)雜形狀的精密零件大量出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)和形狀越來越復(fù)雜，對精度要求越來越高，對加表面粗糙度和完整性要求越來越嚴(yán)格，這使得傳統(tǒng)的加工方法難以滿足上述要求，機(jī)械制造面臨著一系列嚴(yán)峻的任務(wù)[3]。另外，由于加火花加工可以簡單地將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，所以特別適用于薄壁、低剛性、微細(xì)、彈性及復(fù)雜形狀表面的加工，如復(fù)雜的型腔模具的加工等。微細(xì)電火花加工與其它幾種典型微細(xì)加工技術(shù)的比較如下表所示[6]。圖（gi）
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