微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的研究.pdf

1、作為一種實(shí)用的微細(xì)加工技術(shù)，微細(xì)電火花加工在加工微細(xì)軸、微小孔等小尺度的零件時具有獨(dú)特的優(yōu)越性。但是，隨著微小零件尺寸的不斷減小和復(fù)雜程度的不斷提高，微細(xì)電火花加工技術(shù)逐漸暴露出加工精度不高、加工靈活性差等問題。本文針對上述問題對微細(xì)電火花集成加工的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，尋求提高微細(xì)電火花加工精度和加工能力的方法。
　　本文首先對多種微細(xì)電火花加工方法相互集成的必要性及其工藝基礎(chǔ)進(jìn)行了研究。在分析微細(xì)電火花各種工藝方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，

2、設(shè)計(jì)并研制了具備多種微細(xì)電火花工藝方法的集成加工系統(tǒng)。整個系統(tǒng)主要由高精度伺服系統(tǒng)、微能脈沖電源、高精度旋轉(zhuǎn)主軸、微細(xì)電極在線制作裝置及工作液循環(huán)系統(tǒng)等部分組成，可完成微細(xì)電火花成型、鉆孔、銑削、反拷和線切割等多種加工工藝方法。
　　加工精度是衡量制造水平的重要指標(biāo)。本文對微細(xì)電火花銑削加工、微細(xì)電火花反拷加工和微細(xì)電火花線切割加工的加工精度進(jìn)行了研究。針對微細(xì)電火花銑削加工中電極損耗而影響加工精度的問題，提出了采用管電極代替實(shí)心

3、電極進(jìn)行電火花加工的方法。由于管電極具有的薄壁、大直徑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其在微細(xì)電火花銑削加工中可以獲得較高的加工精度和加工效率。
　　針對微細(xì)電火花反拷加工中產(chǎn)生圓角誤差和錐度誤差的問題，本文采取了粗精結(jié)合的反拷加工策略。在粗加工中采用長脈寬負(fù)極性的加工參數(shù)，利用極性效應(yīng)產(chǎn)生的碳黑膜降低反拷加工中的電極損耗，提高加工精度；在精加工中采用短脈寬正極性的加工參數(shù)，改善工件的表面質(zhì)量。
　　針對微細(xì)電火花線切割加工中電極絲形位變化而

4、產(chǎn)生的尺寸誤差問題，本文建立了微細(xì)電火花加工間隙的數(shù)學(xué)模型。利用微分方程對電極絲在加工間隙中的橫向振動進(jìn)行描述，建立了加工參數(shù)(開路電壓、放電電容、充電電阻等)對加工間隙的影響方式。針對微細(xì)電火花線切割加工窄梁結(jié)構(gòu)時工件產(chǎn)生的變形問題，本文對微細(xì)電火花加工過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究窄梁彎曲變形的原因，以得到減小變形的方法。
　　針對微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的實(shí)用化問題，本文對集成加工的工藝方法進(jìn)行了研究。首先根據(jù)微小零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和微

5、細(xì)電火花加工的特點(diǎn)，將微結(jié)構(gòu)劃分為微孔、微軸、側(cè)壁結(jié)構(gòu)、復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)和微細(xì)陣列結(jié)構(gòu)五種類型。針對不同類型的特征結(jié)構(gòu)，規(guī)劃出相應(yīng)的微細(xì)電火花加工方法。然后建立了微細(xì)電火花集成加工工藝路線的制定流程。最后，對集成加工方法中的定位誤差進(jìn)行了研究，并提出了提高工件定位精度的方法。
　　為驗(yàn)證微細(xì)電火花集成加工技術(shù)及本文所研制的集成加工系統(tǒng)的實(shí)用性，使用該集成加工系統(tǒng)對2K-H型微型行星輪減速器進(jìn)行了集成加工實(shí)驗(yàn)。規(guī)劃并制定了減速器的保持架