基于微细特种加工的微细制造技术(上).pdf

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1、蠢≥i“，基于微细特种加工的微细制造技术(上)原中国航空精密机械研究所(北京100076)荣烈润件时，容易产生发热。变形等问题，使加T精度和一、引言，．表面质量大大降低。另外，表面容易产生应力而影随着科学研究和围防尖端工业的发展，高新技响产品的使用性能。同时，微细加工的尺寸及精度术产品向功能集成化、超精密化和外形微型化方向还受机床精度、刀具尺寸和制造精度等因素的限制，发展，使产品零部件的尺寸日趋微小化。为此，于20世纪70年代微细加工和纳米加工技术应运而生，，微细特种加工同时它们也促使了微型机械向系统化方向发展，并

2、其他能量(如各形成了有广阔发展前景的微机电系统(MEMS)。种物理的、化学的能量及其各种理化效应)，直接去所谓微细加工技术是指能够制造微小尺寸零件除或增加材料以达到加工的目的，一般没有显著的的加工技术的总称。微细加：亡技术包含了各种传统机械切削力，可以加工任何硬度、强度、韧性及脆精密加工方法和与其原理截然不同的新方法，如微性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细细切削加工、磨料加工、微细电火花加工、电化学表面和低刚度零件，并可以实现逐个分子或原子的加工、超声波加工、激光加工、外延生长、电子束去除加工。因此，在微

3、小尺寸零件的加工中有着不加工、离子束加工、光刻加工及电铸加工等。可替代的优越性。微细特种加工技术受到世界上工微细加工技术在电子零件、机械零件及其装置业发达国家的日益重视。方面的推广应用，使得人们可以精密、方便、多样三、微细特种加工的主要方法及应用地完成常规加丁方法不能完成的各种微细加工任务，1．微细电火花加工制造出适用于各种场合及要求的零部件来。如微型机器人就是很好的例子，它可以从事大型机器人无微细电火花加工是电火花加工技术在微细加工法做的收集信息及智能操作等多项工作。又如汽车中的一个重要分支，也是微细特种加工中发

4、展较为的安全囊传感器采用微细加工技术，把传感器和电成熟的方法，非常适合实现微米级结构尺寸的微细加工，同时易实现自动化。这对微细加工也是非路蚀刻结合在一起，可使成本大大降低，取得显著常有利的。的经济效益。微细电火花加T一般是指用棒状电极电火花加微细加工技术包含很多方法，从基本加工机理工或用线电极电火花磨削(WEDG)微孔、微槽、类型来看，微细加工大致可分为4类：分离加丁窄缝、各种微小复杂形状及微细轴类零件。加工尺(如切削和磨削去除、分解去除、溅射去除等)；结寸通常在数十微米以下，每次加工的材料去除量合加工(如表面涂覆

5、加工、两工件的粘接和焊接(即加工单位)只有(0．1～0．01)zn，可以加工像等)；变形加工(如塑性变形加工、流体变形加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。等)；材料的处理和改性。原则上说，微细电火花加工技术与常规电火花二、微细特种加工的加工原理及特点成形加工并无本质区别，但因涉及到微细尺寸加工由于在传统的机械加工过程中，存在着机械切范围的差异，使它又具有独特的技术特点。为此，削力，因此在加工微小零件，特别是微米级尺寸零要将电火花加工技术应用于微细加工领域，必须具参磊工。冷加工www．metolworlon~l

6、y耋，C，：33备3个最基本的条件：①能使电极以稳定微步距进T出直径为0．5lIInl、厚为0．6ram的微细轮。给的高精度伺服系统。②能产生极微能量并且可控国外已有部分微细电火化加T机床商品化，如性好的脉冲电源。③具备制造微细高精度电极的手瑞士AGIE公司生产的AGIETRONEMT1．10IF精密成段及工艺。形微细电火花加工机床、日本松下公司生产的MG—20世纪60年代初，瑞士研制出了世界上首台微ED01、MG—ED02G型微细电火花加工专用机床，它细电火花孔专用加工机床，主要是为了解决当时化可以精密加工直径为

7、(15～300)txm的微细孔，纤T业中喷织板上的微细孔加工难题。随着各种现度精于0．5p．rll，可用于伺服阀、舵机等零部件上的代技术的出现和发展，对微细加工技术提出了新的微孔加工。要求，使微细电火花加工技术不仅仅用于微细孔等在我闰，中国纺织大学、江南)匕学仪器、北平面类的加工，而且还应用于三维成形等微细零件京机床研究所等，在微细电火化加T的加_I二机理、加工中。21世纪初期，日本东京大学生产技术研究基础性设备以及T艺性能片面作了许多研究：I作，所的研究是最具代表性的，其水平也处于国际领先并取得了一定的研究成果，

8、加_r出的微细孔及轴类地位。该所研发的电火花线电极磨削法(WEDG)零件已接近国际水平。是一种极为有效的微细电极与零件制造手段。接着当代微细电火花加工的发展趋势将定为大力发该所在原三轴控制的WEDG基础上，进一步研制出展CNC电火花微细加工技术，积极开展适应性控制了四轴数控的三维成形微细加工机床，以实现微细及加工过程最佳化丁艺的应用研究，开发心川行星模具及形