【正文】 研究還不成熟,尤其是對陣列形狀的加工應用完全沒有概念。 檢測與分析 檢測方法在有效長度為290mm的圓管微結構內，在中間和兩端這三處任意選取三個微結構部分，利用工具高倍顯微鏡檢測它們各自的長（L）、寬（D）、高（H）。本課題主要是針對圓柱表面制作微凸起結構進行研究，對于加工的精度要求比較高，將此夾具放置在導軌上面，使其沿工件的軸向移動，由于在運動的時候存在不穩(wěn)定性，這樣會導致加工的精度有所降低。 選擇軸承1 軸承的分類及作用軸承根據形狀和性能可分止推、球、向心、滾動等等軸承。通過比較，這種系統(tǒng)要比一般的系統(tǒng)工作效率上高出數倍，同時將誤差維持在1mm左右，減小了10％～20％的電極損耗，最后抑能獲得更加良好的表面質量。一旦電極裝得不準確或者不到位，則會出現成型面的加工精度達不到標準，不能滿足工藝要求，還會導致電極的工作底面與刃口之間的磨損加大，使電極形狀不能夠精確地復制到工件上。這樣周向的環(huán)形凹槽的加工便可以一次性完成。當電流密度達到一個極高點時，會使得工件被融化。（1）就加工精度，將上面三種加工方法相比較，電火花成型加工可以保證相對較好的加工精度，而超聲加工的加工精度次之，最后電火花放電加工只有加工硬質的材料才能保證較好的加工精度。針對壓電陶瓷，為了提高其加工精度和材料的性能，就需要不斷地開發(fā)新材料及新的加工工藝。（3）電火花成型加工能夠加工一切硬、軟、脆、韌、高熔點的金屬材料。微彈流動力潤滑理論，提出了新觀念。此外, 豐田工業(yè)大學的毛利尚武和日本東京大學的增澤隆久等學者是研究機床方向上的主要代表，對機床方面的研發(fā)也有很高的水平[4]。先進的生產力對于實現加工更為精細嚴格。(2) 電極工具材料的熔化和氣化所導致得熱膨脹 (圖11(c)、(d))。 electrode目錄第一章 引言 1 電火花加工簡介 1 電火花加工原理 1 3 4第二章 微凸起結構的加工技術 5 微凸起結構的研究及應用 5 幾種微凸起結構的加工方法 5 電火花成型加工 5 超聲加工 7 電火花放電加工 8 微凸起結構加工方法的選擇 8第三章 加工電極的制作 10 電極的制作方法及選擇 10 11 電極的標準制作與安裝 13第四章 夾具的設計 14 夾具的功用 14 裝夾 14 加工夾具的設計 15 整體設計 15 選擇電機 16 選擇軸承 16 設計主軸 17 設計箱體 18 設計零部件 18 夾具設計總結 19第五章 加工工藝 20 工藝參數 20 加工微凸起的步驟 20 周向加工 20 軸向加工 21 電參數的正確匹配 21 檢測與分析 22 檢測方法 22 檢測結果 22 小結 24第六章 設計總結與展望 25 設計總結 25 展望 25參考文獻 26致 謝 27IV第一章 引言 電火花加工簡介電火花加工是經歷了人們從生產改革到科技文明的一門新的學科，新的技術。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。這種放電效應在電極產起的燒蝕現象我們稱之為電腐蝕。最終氣化后的金屬蒸氣和工作液會一瞬間體積增長，導致了形如爆炸的性質。一般來說電火花加工主要特點：可以加工任何韌、強、脆、硬和純等高性能的導電材料；加工的時候沒有很明顯的機械力，非常適合用到對微細結構和低剛度工件進行加工；通過調節(jié)脈沖參數實現在一臺機床上進行粗，半精和精加工；電火花加工后的形成的表面呈現凹形，用于貯油和削弱噪聲；電火花加工的生產效率明顯比切削加工低；加工過程受放電能量影響，有一些能量會在工具電極上出現消耗，損傷電極，從而影響了加工的精度。就全世界微細加工領域來看，歐美這些國家突出對硅原料實現微結構的加工制作，就這細分下來的領域技術人員普遍稱為微細電子機械領域。所以來說，微彈流動力潤滑理論是能過成為潤滑理論這一領域的重大突破。（6）電火花成型加工不會因為像存在R角的銑加工那樣，它可以對工件根據要求構建豎直拐角，從而達到目標加工。 超聲加工英文簡稱為USM，它是一種利用超聲頻來使工具做小振幅振動，通過游離于它與工件之間的液體中的磨料來捶擊被加工表面，使得工件材料表面逐步破碎以實現預期目標的特種加工。（4）就加工效率，就上述三種加工方法進行比較，電火花放電加工相對效率比較低，反之，超聲加工迅速，生產效率相對高，而電火花成型加工只能在小電流下加工，生產效率也是相對較低的。在脈沖電壓下進行火花放電，對工件進行腐蝕加工定型。見圖：31圖31 周向凹槽電極第二步工序是對軸向的條形凹槽的加工，在圓柱工件上套上軸向凹槽加工電極，固定住工件，將電極沿著工件軸向進行進給，行程標準為290mm，確保構成凸起200um寬， 50um高以及間隔為200um的條形。石墨電極是一種脆性材料，難以緊固。 2 對夾具的改進（1） 根據要求，選擇出一個主軸，保證它的軸承是固定的。沒有軸承的電機是不能工作。為了使粗糙度符合實驗要求，因此放電間隙不能大于40um。微結構表面的粗糙度Ra為： 。在此刻，我尤其要感謝我的論文指導老師于海林老師，他在設計中對我無私的幫助和指導，對我的設計和論文進行了無數次的修改和改進。在設計試驗中，意識到在圓柱表面進行微凸起結構加工是一種精密加工，對表面精度的要求比較高，這就加大了高精密的表面微凸起加工的難度。在以煤油為液體介質的環(huán)境中，對銅加工鋼，針對這項加工，提供的脈沖電壓下，就會使得加工損耗小于1%[23]。 夾具設計總結此夾具的功能是實現一次安裝就能同時完成兩道工序,實現對工件和工具的固定。結合本次畢業(yè)設計的要求，加工過程采取電火花加工，對于轉速的要求比較低，最終確定選擇36BF003電機。這種局部執(zhí)行模塊工作時，在x、y、z方向上，可以同時實現200Hz的頻率響應。圖33 周向凹槽加工電極實物圖 圖34 軸向凹槽加工電極實物圖 電極的標準制作與安裝電火花加工中，加工零件前，必須要對電極和工件進行校正，保證電極的軸心線與機床工作臺面相垂直，此外電極與夾具兩者的安裝面也必須擦拭干凈，使得接觸面良好。設定制作加工方案，微凸起結構的加工一般可以分為兩步工序：第一步工序是對周向的環(huán)形凹槽進行加工，保持周向的環(huán)形凹槽加工電極位置固定著，將圓柱狀的工件旋轉進給一周。而當放電間隙變得更小的時候，工件與電極間距離達到最小，受電場效應影響，形成一個可以通電的電離管道，進而形成電火花，構成細微的電弧柱。 微凸起結構加工方法的選擇微凸起結構的加工是一種高精密的加工，要綜合考慮到加工的效率、精度、設施、材料等各方面要求。依賴于精良的加工工藝，壓電陶瓷受到廣泛的應用。（2）電火花成型加工的過程中沒有過大的機械加工力，因而加工用的機床相對輕巧，也不需要再去考慮安裝基礎設備。相應的，微彈流潤滑理論，則是建立在宏彈流的基礎上，對微凸體產生的微彈流加以一系列的研究，所得出的新潤滑理論。其中松下精機可以說是領先一步,不過它的價格過于昂貴,大概得花費20萬美元，而且還是對國內禁運的。 隨著科學技術和先進生產力的不斷提高，對于性能更高的材料也有了新的生產理念。在放電的同一刻，還伴隨著產生光以及聲效應，由此造成了我們習以為?？吹靡姷碾娀鸹?。 fixture。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。在開始一段時間，電腐蝕是被人們認為有害的，針對健康環(huán)保，減少和避免該類電腐蝕，人們開展了對電腐蝕產生的原因和防止的辦法的研究。因此在觀察電火花加工的時候，我們能夠很明顯地看到工件與工具電極之間有煙出現，同時伴有輕微的爆炸聲。不過電火花加工法能夠適應生產發(fā)展的需要，并在應用中顯示出很多優(yōu)異性能，而相對的日本，則更側重利用傳統(tǒng)的加工方法或其他特種加工方法來實現從宏觀上對尺寸零件的加工，漸漸地發(fā)展過度到向微觀上的零件加工逼近（如微微細軸、孔、小齒輪或其他微小模具）。兩年后，依靠激光加工出首件囊括了微凸體（注：本文統(tǒng)稱微凸體為微凸起結構）的軸承；緊跟著，1984年，日本的成瀨芳夫提出了將多種排列方式及多種微凸體形狀加工到發(fā)動機缸體內表面上，這個提出進一步推動了微凸起結構向實際應用的轉變 [10]。（7）電火花成型加工過程中所利用的工具電極材料沒有必要去比工件材料硬，所以工具電極是比較容易制造出來的[12]。超聲加工常用于焊接、切割、套料、穿孔和拋光。綜上所述，電火花成型加工具備更好的加工優(yōu)勢，其最大優(yōu)勢在于不需要與工件相接觸，同時保證相對較高的加工精度，在目前階段有現成的加工機床，另一邊它的工具電極比較容易制造出來，唯一的缺陷就是在加工效率上還有待提高。由于電火花線切割法生產周期短、加工余量小、制造成本低、加工精度高，被廣泛應用于生產中，就目前國內外而言，電火花線切割機床在電加工機床總數中已占比例達到60％以上[16]。同樣的在軸向凹槽相應的使加工電極內壁加工形成條狀的微凸起，確保凸起140um寬， 200um高，相鄰凸起的間隔是（200*3+20*2=）660um，孔的直徑=2*放電間隙（30um）+圓柱工件直徑，為了將軸向凹槽加工電極的固定問題解決掉，我們在一個長（50mm）*寬（