微细电极和孔的电火花加工尺寸一致性工艺

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1、ISSN1000-0054清华大学学报(自然科学版)2014年第54卷第l1期l2／2O—CN11——2223／NJTsinghuaUniv(Sci&Techno1)，2014，Vo1．54，No．11146O一1465微细电极和孔的电火花加工尺寸一致性工艺张龙，李勇，佟浩(清华大学机械工程系，制造工程研究所，精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084)摘要：线放电磨削(WEDG)方法巧妙地解决了微细电极微细电火花加工为非接触式加工，采用微小放的在线制作问题，启动和促进了微细电火花加工技术研究。电能量和微细电极，可加工出大深

2、宽比的微细孔、微但对于孔径小于100“m的批量化微细孔加工，WEDG面临3维结构，在微小模具、精密仪器、生物医学等领域微细电极制作及微细孔加工的尺寸一致性问题。该研究在具有广泛应用前景口]。若要实现微孔(直径小于微细电火花加工实验系统改进的基础上，为提高微细电极重100m)的加工，为避免二次装夹误差，微细电极需复制作精度、进行微细孔的连续加工，提出切向进给的线放要在线制作。微细电极制作精度直接影响微孔形状电磨削方法，以降低机床定位精度对微细电极制作精度的影和尺寸精度，因此微细电极的高精度在线制作方法响。通过微细电极重复制作和微细孔加工实验，

3、得到微细电极重复制作一致性精度小于2“IT1，微细孔连续加工直径一和工艺研究至关重要。线放电磨削(wireelectro致性精度达到士1．1btm。dischargegrinding，WEDG)E33方法的问世，为微细关键词：微细电火花加工；切向进给线放电磨削；微细电电极的在线制作提供一巧妙的技术途径，促进了微极；微细孔；一致性精度细电火花加工(microEDM)技术研究的快速发展。中图分类号：TG661文献标志码：A采用WEDG工艺，可以加工出直径2．5m的微细文章编号：1000—0054(2O14)11-1460—06电极和直径5m的微

4、细孔]。在2OV的开路电压下，甚至可以加工出直径约为1tLm的微细电极_5]。采用蠕动式微进给机构的微细电火花加工装置，可Diameterconsistencyofmicroelectrodes以加工出了直径25m、长径比大于20的微细电andholesmachinedbyEDM极]。采用压电陶瓷驱动的微进给系统加工出了直ZHANGLong，LIYong，TONGHao径4．5m微细电极和直径8m微细孑L_7]。(BeijingKeyLaboratoryofPrecision／Ultra-PrecisionManufacturing基于WE

5、DG的微细电火花加工方法，目前加工EquipmentsandControl，InstituteofManufacturingEngineering，DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，出的微细电极和孔的直径可小至数m，但此方法Beijing100084，China)迄今并未出现引人注目的工业应用，其显见原因是Abstract：Wireelectrodischargegrinding(WEDG)providesanWEDG的加工效率较低，但更重要的原因是微细电effecti

6、veapproachforon—linemicroelectrodefabricationtoaccelerate极和孔的加工精度一致性和连续性问题。由于微细thedevelopmentofmicroelectrodischargemachining(microEDM)systems．Themassproductionofmicroholeswithdiametersless电火花加工中存在电极损耗现象，且电极长度有限，than100btmrequiresconsistentfabricationaccuracyofthemicro当加工较

7、多数量微细孔时，电极需要不断修整或更electrodesandthemicroholesforindustrialapplications．Themicroelectrodeandmicroholefabricationaccuracyisimprovedbya换，每次修整电极后或在线制作电极后的直径一致tangentialfeedWEDGmethodthatreducestheimpactofthe性精度，影响下一步微细孔的加工一致性精度。machinetoolpositioningaccuracyontheaccuracyofthemi

8、cro在微细电极和孔的加工中，影响其一致性精度electrodefabrication．Testsshowthatthemicroelectrodefabricationaccu