【正文】 　　由于我的學(xué)術(shù)水平有所欠缺，能力有所不足，故而論文難免存在不足之處，希望能夠得到各位老師的正確的批評(píng)和指正。在本次論文中，參考了數(shù)位學(xué)者的發(fā)表文獻(xiàn)，在其中深受各位學(xué)者研究成果啟發(fā)，對(duì)我的論文起到很大的幫助，使得我能順利完成這篇論文的寫(xiě)作。在此刻，我尤其要感謝我的論文指導(dǎo)老師于海林老師，他在設(shè)計(jì)中對(duì)我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，對(duì)我的設(shè)計(jì)和論文進(jìn)行了無(wú)數(shù)次的修改和改進(jìn)。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)操作。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)中，意識(shí)到在圓柱表面進(jìn)行微凸起結(jié)構(gòu)加工是一種精密加工，對(duì)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。第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)與展望 設(shè)計(jì)總結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先通過(guò)比較分析對(duì)加工制定出方案，并且根據(jù)先前制定出的加工方案設(shè)計(jì)制造加工電極。經(jīng)過(guò)各項(xiàng)檢測(cè)，該實(shí)驗(yàn)的微凸起結(jié)構(gòu)的尺寸是要求符合要求的，形貌特征上也滿足微凸起長(zhǎng)和寬為200um、間距為200um的要求，一定的允許誤差存在的范圍之內(nèi)，我們對(duì)加工精確度仍然有待提高。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。 圖53 20倍放大圖 圖54 10倍放大圖由以上放大圖明顯可以看出，制作出來(lái)的微凸起形狀是方形凸起陣列，符合設(shè)計(jì)要求。圖53和圖54分別是圓柱表面微凸起不同倍數(shù)加工的放大圖。微結(jié)構(gòu)表面的粗糙度Ra為： 。 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。在以煤油為液體介質(zhì)的環(huán)境中，對(duì)銅加工鋼，針對(duì)這項(xiàng)加工，提供的脈沖電壓下，就會(huì)使得加工損耗小于1%[23]。 電參數(shù)的正確匹配選取電火花加工過(guò)程中的電參數(shù)需要匹配于工件加工的面積。這樣將加工過(guò)程分為兩步，可以增大電極的兩相鄰?fù)蛊鸬拈g隙，使電極加工的難度和成本降低，同時(shí)也提高了加工的效率。 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。 加工微凸起的步驟 周向加工對(duì)周向凹槽進(jìn)行加工時(shí)，使用第三章中出現(xiàn)的周向凹槽電極。不過(guò)實(shí)驗(yàn)中，在加工效率方面，間隙值為25um的工藝數(shù)組要遠(yuǎn)小于間隙值為30um的工藝數(shù)組。為了使粗糙度符合實(shí)驗(yàn)要求，因此放電間隙不能大于40um。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。 夾具設(shè)計(jì)總結(jié)此夾具的功能是實(shí)現(xiàn)一次安裝就能同時(shí)完成兩道工序,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件和工具的固定。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，軸是用來(lái)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件周向的加工，綜上因素考慮，對(duì)主軸的設(shè)計(jì)如圖43：圖43 主軸 設(shè)計(jì)箱體本次課題中對(duì)箱體的要求是：要能完全放置到電解液中，這就要求整個(gè)箱體完全密封，為了將箱體的重量減輕，因此需要在箱體底面去除掉一部分材料，參考設(shè)計(jì)圖如：圖44:圖44 箱體 設(shè)計(jì)零部件圖45 零部件圖零部件的結(jié)構(gòu)：由密封橡膠件，壓板，螺栓三部分組成。結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，由于軸承是用來(lái)固定主軸的，可以確保工件的加工能順利進(jìn)行，綜合各項(xiàng)因素，最終選擇了30206軸承。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。2 軸承的預(yù)緊力軸承的預(yù)緊力就是在軸承內(nèi)外圈之間所施加的軸向力。理論上說(shuō)來(lái)，軸承會(huì)限制運(yùn)轉(zhuǎn)，為了削弱這個(gè)限制，需要考慮到潤(rùn)滑，一般來(lái)講，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)責(zé)及時(shí)添加潤(rùn)滑劑，降低摩擦所造成的能耗，和軸承的損壞。沒(méi)有軸承的電機(jī)是不能工作。 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。結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，加工過(guò)程采取電火花加工，對(duì)于轉(zhuǎn)速的要求比較低，最終確定選擇36BF003電機(jī)。b) 當(dāng)s≠1，則T≠0，T的方向取決于s的正、負(fù)。這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加到一起形成的合成轉(zhuǎn)矩便會(huì)推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。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。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)選擇出一個(gè)主軸，使其能夠帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，這樣有便于對(duì)周向的加工，并且將夾具放置到導(dǎo)軌上面，方便對(duì)軸向的加工。（3） 將夾具放置到導(dǎo)軌上面，向著工件的軸向磨滑，加工工件的時(shí)候遇到軸向凹槽時(shí)，可以保持工件固定著。 2 對(duì)夾具的改進(jìn)（1） 根據(jù)要求，選擇出一個(gè)主軸，保證它的軸承是固定的。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。這種局部執(zhí)行模塊工作時(shí)，在x、y、z方向上，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)200Hz的頻率響應(yīng)。為了使得上面的問(wèn)題能夠解決，日本的Yoshihito Imai給出了答案，研制出了新型的兩種局部執(zhí)行模塊[20]。由于驅(qū)動(dòng)的重量太大，所以響應(yīng)頻率會(huì)很低，大概只有20～40Hz，這對(duì)表面質(zhì)量和加工效率有了嚴(yán)重影響。（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。（3） 降低技術(shù)要求和員工的勞動(dòng)強(qiáng)度大多數(shù)夾具的夾緊裝置，員工可以通過(guò)按鈕或手柄的操控來(lái)夾緊工件，在很大程度上降低了操作人員的技術(shù)方面要求，減少了工人校正裝置的工序，調(diào)整了工件加工的時(shí)間和難度。第四章 夾具的設(shè)計(jì) 夾具的功用（1） 使輔助時(shí)間縮短，提高生產(chǎn)率夾具的操作可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)便是將夾具安裝到加工機(jī)床上面并加以調(diào)整，第二個(gè)則是通過(guò)針對(duì)性的定位設(shè)施將工件裝夾到夾具里面，從而實(shí)現(xiàn)快速安裝。石墨電極是一種脆性材料，難以緊固。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。圖33 周向凹槽加工電極實(shí)物圖 圖34 軸向凹槽加工電極實(shí)物圖 電極的標(biāo)準(zhǔn)制作與安裝電火花加工中，加工零件前，必須要對(duì)電極和工件進(jìn)行校正，保證電極的軸心線與機(jī)床工作臺(tái)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。工具電極的表面粗糙度小，尺寸精度高，形狀復(fù)雜，并且加工電極的紋路都是直線，所以可以采用電火花線切割法制作。任何制作工具電極的方法，它的制作過(guò)程都會(huì)有工藝基準(zhǔn)，必須先明確工藝基準(zhǔn)，然后利用傳統(tǒng)的加工方法得到。綜上考慮以及成本因素，選取紫銅作為電極材料。紫銅材料內(nèi)部精密、韌性強(qiáng)，一般適合用來(lái)加工復(fù)雜形狀、高精度、表面粗糙度小和輪廓清晰的型腔，不過(guò)紫銅密度較大，又受切削加工性能影響，不宜制作成大中型的電極[17]。石墨制作的電極加工加工，密度小，所以輕巧，不過(guò)力學(xué)強(qiáng)度不夠。見(jiàn)圖：31圖31 周向凹槽電極第二步工序是對(duì)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(jìn)行進(jìn)給，行程標(biāo)準(zhǔn)為290mm，確保構(gòu)成凸起200um寬， 50um高以及間隔為200um的條形。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。設(shè)定制作加工方案，微凸起結(jié)構(gòu)的加工一般可以分為兩步工序：第一步工序是對(duì)周向的環(huán)形凹槽進(jìn)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(zhuǎn)進(jìn)給一周。結(jié)合本次課題的要求，微凸起結(jié)構(gòu)的形狀是一種三維結(jié)構(gòu)，而單脈沖法屬于離線操作，很難實(shí)現(xiàn)電火花三維結(jié)構(gòu)的加工，所以這種方法也被排除。（4） 用線切割法來(lái)制作電極，加工精度比較高。（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)。這樣可實(shí)現(xiàn)電極尺寸精度更好的被控制，也可以制作出各種復(fù)雜形狀（例如螺旋形，多邊形）的微細(xì)電極。就上述四種制作電極的方法進(jìn)行比較：（1）用塊電極反拷法來(lái)制作電極，最明顯的優(yōu)勢(shì)就是較高的加工效率，不過(guò)塊電極在加工中本身會(huì)出現(xiàn)損耗，所以加工的時(shí)候難以控制微細(xì)電極的尺寸，這對(duì)于加工更精密的電極材料帶來(lái)了不便。在脈沖電壓下進(jìn)行火花放電，對(duì)工件進(jìn)行腐蝕加工定型。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。而當(dāng)放電間隙變得更小的時(shí)候，工件與電極間距離達(dá)到最小，受電場(chǎng)效應(yīng)影響，形成一個(gè)可以通電的電離管道，進(jìn)而形成電火花，構(gòu)成細(xì)微的電弧柱。通過(guò)這種途徑來(lái)制作微細(xì)電極,主要是依靠移動(dòng)的電極絲與轉(zhuǎn)動(dòng)的電極，兩者間進(jìn)行放電所達(dá)到目的的。這種微細(xì)電極制作方法尤其適合于對(duì)微細(xì)軸類(lèi)零件實(shí)施微電火花加工。（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。因?yàn)檫@兩種離線方法都必須實(shí)施二次安裝過(guò)程，所以導(dǎo)致了重復(fù)定位的誤差，同時(shí)，這兩種制作微細(xì)電極的方法存在自身特有的限制，所加工出來(lái)的微細(xì)電極達(dá)到直徑50μm就已是極限，更為精細(xì)的確實(shí)無(wú)能為力。經(jīng)過(guò)以上比較，最終選擇利用電火花成型加工來(lái)對(duì)微凸起結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工。（4）就加工效率，就上述三種加工方法進(jìn)行比較，電火花放電加工相對(duì)效率比較低，反之，超聲加工迅速，生產(chǎn)效率相對(duì)高，而電火花成型加工只能在小電流下加工，生產(chǎn)效率也是相對(duì)較低的。（2）就設(shè)施的要求，