电火花加工微尺度结构模具镶块试验研究

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1、犬嫂－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位设文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ餐—；＾＾！Ｉ＜■■ｈｍｉｉｈｉｖ＾Ｉ电火花加工微尺度结构模具镶块试验研究机械电子工程学科专业——作者姓名＿李１盟指导教师教授２０１５答辩日期――＿＿＾＿Ｏ硕士学位论文电火花加工微尺度结构模具镶块试验研究ＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＤｉｓｃｈａｒｅＭａｃｈｉｎｉｎｇｏｆｐｇＭｉｃｒｏｓｃａｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＭｏｌｄＩｎｓ

2、ｅｒｔ“”（８６３计划国家高技术研究发展项目项目批准号：２０１２ＡＡ０４０４０６）（中央高校基本科研业务专项资金项目项目批准号：ＤＵＴ１３ＪＢ０５）（辽宁省自然科学基金项目项目批准号：２０１２０２０３６）作者姓名：李文明学科、专业：机械电子工程学号：２１２０４０７９指导教师：宋满仓副教授２０１５年５月完成日期：大理工大含ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注

3、明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：》…撒ＫｉＵ相，崎他威Ｕ，ｋｊ作者签名＝Ｔ＾Ｓ｝ｌｋ日期：ｉｐｔｉｒ年Ａ月日大连ａｘ大学硕士学位论文摘要聚合物微流控芯片已广泛应用于生物化学、临床、医药和环境等领域，需求量日益增大。实现其批量化生产的主要工艺方法是热压成型与注塑成型，而在高性能模具钢上加工出具有微尺度结构的模

4、具镶块是实现这种工艺方法的关键。电火花加工技术以其低成本、高材料选择度、柔性非接触式加工等特点，在微结构制造中具有独特的优势。因此，开展电火花加工微尺度结构模具镶块的试验研究，对聚合物微流控芯片走向实用化、批量化的生产具有重要意义。首先一，针对微尺度凸起结构的制造，采用了种窄缝式电极代替凹槽式电极成形的工艺方法。使用的电极丝，对慢走丝电火花线切割加工铜鹤合金窄缝工艺规律一进行了探索，先后研究第次切割窄缝宽度与加工参数之间关系，三次切割各自的去除量；从而在多次切割中，可确定出每次切割的偏移量，以便切割出符合尺寸精度、表面质量要求的窄缝。运用该试验

5、的结果，在厚度为６ｍｍ的铜鹤合金（Ｗ７０％）电极板上可切割出宽度１４０±２阿、表面粗糖度ｉ？ｆｌ０．３７哗的窄缝。其次ｍ、ｕｎ、ｍ的窄缝电极上进行了精密电火花成形微尺，在宽度为２（％１６０１４０ｎ＾度凸起结构的基础试验；分析研究了摇动量与成形尺寸、电极工位个数与成形精度之间。关系，得出使用四个工位电极成形微凸起结构然后，在以上试验研宄的基础上，针对某种模具镶块微尺度变截面凸起结构的特点，将电火花成形使用的四个窄缝电极做在一块电极板上一，各窄缝电极保持定相对位置，一形成了种整体式多工位电极，。多工位电极既可以实现对电极损耗的补偿又避免了多个电极更

6、换成形时带来的重复装夹、找正、定位误差。测量成形结果，发现随着成形凸起高度的减小，凸起成形精度变差。对于这种现象，从电火花成形加工机理和误差复映两个角度予以分析、解释。一一最后，针对另种模具镶块微尺度四槽结构的特点，设计了种多工位组合电极，在保留多工位的同时，组合式的结构解决了高速铁削加工微凸起电极难以实现在凸起交汇处清角的难题。成形加工后，微凹槽结构尺寸精度可控制在３ｔｉｍ以内，达到了成型聚合物微流控芯片模具钢型腔的使用要求。关键词：微尺庹结构；窄缝线切割；多工位电极；电火花成形小电火花加工微尺度结构模具镶块试验研宄Ｅｘｐｅｒｉｍ

7、ｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅＭａｃｈｉｎｉｎｇｏｆＭｉｃｒｏｓｃａｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＭｏｌｄＩｎｓｅｒｔＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｏｌｅｒｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｉｓｗｉｄｅｌａｌｉｅｄｉｎｓｏｍｅｆｉｅｌｄｓｓｕｃｈａｓｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒ，ｐｙｍｐｙｐｐｙｃｌｉｎｉｃａｌ，ｍｅｄｉｃａｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ，ａｎｄｔｈｅｄｅｍａｎｄｑｕａｎｔｉｔｏｆｔｈｅｃｈｉｐｉｓ