【正文】 195156C3196192158平均值197193155試件表面的粗糙度Ra為： 。（如下圖52：）圖52 軸向凹槽電極開(kāi)始在整個(gè)加工中讓軸向凹槽電極1沿著工件的軸線運(yùn)動(dòng)，再用軸向凹槽電極2進(jìn)行加工。第五章 加工工藝 工藝參數(shù) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中。預(yù)緊力的調(diào)節(jié)控制：預(yù)先打開(kāi)封閉的床頭箱，可以發(fā)現(xiàn)有一調(diào)整螺母處于主軸前端靠近床頭箱的地方，松開(kāi)緊定的螺釘，再次收緊該螺母便可完成軸承間隙的調(diào)整[22](因?yàn)殒i緊力有些偏大，過(guò)程中需用力敲擊)。事實(shí)上，就是固定軸來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，同時(shí)控制它在軸向和徑向上的移動(dòng)。正向電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，反向電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。（2）夾具必須完全浸沒(méi)在電解液里面，處于密封狀態(tài)。 裝夾電極驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在傳統(tǒng)理念中不僅是要驅(qū)動(dòng)電極的，還需要驅(qū)動(dòng)電極里面所包含的裝夾機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的主軸頭。在滿足加工要求的前提下，細(xì)長(zhǎng)電極伸出來(lái)的長(zhǎng)度要盡可能短些，這樣會(huì)提高電極的剛性。電極的制作過(guò)程分為兩個(gè)步驟：加工電極的工藝基準(zhǔn)。同時(shí)在電極的選擇上選取100*145標(biāo)準(zhǔn)的電極板，板上為條狀的凸起，平行于長(zhǎng)為100mm的邊，將放電間隙考慮進(jìn)去，可取間隙為30um，最終使得每根齒狀凸起高200um，寬為140um，間隔為260um的相鄰條紋。但這種方法是離線制作，所以他的缺點(diǎn)就是難以實(shí)現(xiàn)微三維結(jié)構(gòu)的加工。（4） 電火花線切割法電火花線切割法是依靠電極絲（一般用細(xì)金屬絲），使它能夠不斷移動(dòng)。（2） 線電極磨削法(WEDG)1984年，東京大學(xué)增澤隆久通過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)明出該方法。（3）就材料的要求，電火花成型加工在一般情況下適宜加工具有高熔點(diǎn)的金屬材料，電火花放電加工無(wú)法對(duì)非導(dǎo)體材料進(jìn)行加工，而超聲加工大多數(shù)情況下適宜用來(lái)對(duì)硬、脆等性能的材料實(shí)施加工。放電加工的優(yōu)點(diǎn)（1）一般的加工機(jī)會(huì)在加工過(guò)程中受切削力影響有損工件，而電火花放電加工不會(huì)。而超聲加工既無(wú)宏觀機(jī)械作用力、沒(méi)有熱作用、不依賴(lài)于材料的導(dǎo)電性，又可加工確定比值的高深寬三維立體結(jié)構(gòu)，加工精度和零件表面質(zhì)量效果都很好，因此超聲微細(xì)加工在壓電陶瓷材料加工上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，有著良好進(jìn)步空間和發(fā)展前景。而且石墨電極材料最終加工出來(lái)的工件表面粗糙度十分差，加工過(guò)程伴隨著掉渣等情況，甚至是表層脫落。（5）電火花成型加工技術(shù)可以加工硬度較高的工件，我們一般所遇到的加工是用硬的刀具來(lái)加工較為軟的物體，不過(guò)電加工卻是利用軟的電極來(lái)加工較硬的工件。同屬于電火花加工，僅僅40多年的發(fā)展，線切割技術(shù)作為型腔加工已存在的主體，它的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒欤诋a(chǎn)值方面，它仍高出成型加工的數(shù)倍。事實(shí)上，微凸起結(jié)構(gòu)所形成的粗糙表面不但沒(méi)有因?yàn)榻佑|面的不光滑而降低制作的機(jī)械零件表面抗磨損能力，而且很大程度上提高了使用壽命和承載能力[8,9]，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)械客觀傳動(dòng)高速和重載的要求。（1） 了解在精細(xì)零件加工領(lǐng)域，電火花加工工藝的應(yīng)用以及研究成果；（2） 掌握精細(xì)加工中對(duì)電極的設(shè)計(jì)和制作的方法；（3） 掌握對(duì)精細(xì)零件加工后的檢測(cè)方法。不過(guò)國(guó)內(nèi)在將微細(xì)電火花加工技術(shù)轉(zhuǎn)向商業(yè)化[5]和產(chǎn)品化方面仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本與歐美那些技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家[6]。而且電火花加工不受材料硬度和熱處理狀況影響。在人們逐步摸索之中，電火花加工作為一類(lèi)新的工藝展現(xiàn)在人們面前。在上面的過(guò)程結(jié)束后，也意味著放電的結(jié)束，那些廢液之類(lèi)會(huì)漸漸流出，最終冷卻下來(lái)，恢復(fù)到原來(lái)的樣子，即絕緣態(tài)。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。(1) 兩極間介質(zhì)的電離、擊穿所形成的放電通道(圖11(b))。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。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。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。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)。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。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。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）。(4) 兩極之間所存在液體介質(zhì)的消電離(圖11(f))。傳統(tǒng)的加工漸漸不能適應(yīng)新社會(huì)的要求。用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無(wú)法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件。對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，我國(guó)南航和哈爾濱工業(yè)這兩個(gè)大學(xué)在這方面的也取得了很大的成就，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。通過(guò)設(shè)計(jì)出專(zhuān)門(mén)的夾具，使用電火花加工方法來(lái)對(duì)圓柱表面進(jìn)行微凸起加工，凸起結(jié)構(gòu)的形狀是200um為邊長(zhǎng)的正方形，并且凸起之間的間隔也是200um，在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)一次裝夾就能完成對(duì)圓柱周向和軸向同時(shí)進(jìn)行的兩道加工工序。原來(lái)機(jī)械領(lǐng)域中認(rèn)為滾動(dòng)接觸的機(jī)械零件表面應(yīng)該越光滑越好，而它針對(duì)這關(guān)鍵給出相對(duì)的理念，打破了傳統(tǒng)觀點(diǎn)。反對(duì)聲音也有，電火花機(jī)床制造商認(rèn)為，對(duì)于部分窄槽加工來(lái)說(shuō)，高速銑依舊不能解決。（4）電火花成型加工是一類(lèi)不觸碰的加工，也就是說(shuō)加工的時(shí)候工具與工件兩電極之間是不觸碰的；相比較其它加工方式，這種加工方式是不會(huì)對(duì)工件造成硬性的傷害。（3）石墨電極材料的缺點(diǎn)是放電穩(wěn)定性通常不盡人意，受電弧放電影響不適合精細(xì)加工，一般是用來(lái)加工損耗較大要求的加工。壓電陶瓷是一種非金屬脆性材料，由于一般的機(jī)械加工方法作用力過(guò)大，加工時(shí)容易出現(xiàn)裂紋和脆斷，對(duì)其進(jìn)行精確加工十分艱難，又因?yàn)槠涫欠墙饘俨牧?，所以不適合用電加工方法。圖21 超聲加工 電火花放電加工通過(guò)微細(xì)放電加工技術(shù)來(lái)制作微坑表面結(jié)構(gòu)和微凸起結(jié)構(gòu),主要是利用微坑和微凸起的相對(duì)幾何關(guān)系,再利用電火花微精線切割技術(shù)來(lái)加工制備所需要的不同形狀陣列的凹槽電極,然后根據(jù)反拷貝原理，用電火花成型加工技術(shù)加工微坑陣列，將工件和電極的凹凸關(guān)系反置一下設(shè)計(jì)出來(lái),最終實(shí)現(xiàn)將微凸起結(jié)構(gòu)陣列加工到工件表面[14]。（2）就設(shè)施的要求，只有超聲加工需要針對(duì)加工材料設(shè)計(jì)出專(zhuān)門(mén)的超聲機(jī)床，所以說(shuō)它對(duì)設(shè)施的要求比較高，而電火花放電加工和電火花成型加工都可以使用一般的電火花機(jī)床。（1）塊電極反拷法(EDG)塊電極反拷法的加工原理是依據(jù)逆電火花加工法，是一類(lèi)在線制造微細(xì)電極的，比較傳統(tǒng)的制作方法。被融化的那部分變成極其微細(xì)的粉末，流散到加工液當(dāng)中，隨后被沖出去，最后留下的痕跡會(huì)在火花液中冷卻，放電間隙之間恢復(fù)到絕緣態(tài)，而在放電點(diǎn)的那處地方?jīng)]有被除掉的部位隆起，便是下一個(gè)弧波電流進(jìn)行放電的點(diǎn)，這便構(gòu)成了電脈沖放電加工。（3）用單脈沖放電法來(lái)制作電極，這種方法加工效率高,沒(méi)有必要準(zhǔn)備其他輔助的設(shè)備，利用一般的電火花成形機(jī)床就可以實(shí)現(xiàn)。在環(huán)形紋路中凸起的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是200um的寬，50um的高，并且相鄰?fù)蛊鹬g的間隔為200um。綜上考慮以及成本因素，選取紫銅作為電極材料。另外安裝電極還要注意緊固電極時(shí)對(duì)螺釘作用力要適當(dāng)均勻，以防止電極形變。（4） 使得機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大大多數(shù)專(zhuān)用夾具能裝夾不同種類(lèi)的工件，而且適用于使用在不同類(lèi)的機(jī)床上，這讓機(jī)床的加工范圍很有效的得到擴(kuò)大。圖41 局部執(zhí)行模塊的原理圖 加工夾具的設(shè)計(jì) 整體設(shè)計(jì)1 夾具的技術(shù)要求：（1）夾具的整體的重量必須要以最低成本為原則。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)：圖42圖42 夾具總體裝配圖 選擇電機(jī)受電流與磁場(chǎng)的相互作用，導(dǎo)致正反電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。 軸承的作用說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是支撐，也可以認(rèn)為它是起到固定軸的作用。當(dāng)然，預(yù)緊力是有限度的，不能過(guò)大，不然會(huì)使軸承的磨損加快，甚至在特殊情況下造成軸承卡死。故而要求整個(gè)夾具體必須要與機(jī)床高度結(jié)合，盡量削弱誤差所帶來(lái)的影響。 軸向加工對(duì)軸向凹槽進(jìn)行加工時(shí)，使用第三章中出現(xiàn)的軸向凹槽電極。 檢測(cè)結(jié)果對(duì)加工出的圓管進(jìn)行檢驗(yàn)，在圓管兩端中間A、B、C三處進(jìn)行檢測(cè)長(zhǎng)寬高，結(jié)果如下表（表52）所示。我們可以很明確的根據(jù)以上比例和尺寸，微凸起結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)寬都大約為200um，高為150um的立體，同樣符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。由于微坑結(jié)構(gòu)和微凸起結(jié)構(gòu)一樣的都具有相應(yīng)的幾何形狀,這非常適合于利用電火花放電加工,工具電極的制備是技術(shù)要求中的關(guān)鍵,利用電火花放電加工實(shí)現(xiàn)了對(duì)微尺度上復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精細(xì)操