基于微細(xì)特種加工的微細(xì)制造技術(shù)(上).pdf

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1、蠢≥i“，基于微細(xì)特種加工的微細(xì)制造技術(shù)(上)原中國航空精密機械研究所(北京100076)榮烈潤件時，容易產(chǎn)生發(fā)熱。變形等問題，使加T精度和一、引言，．表面質(zhì)量大大降低。另外，表面容易產(chǎn)生應(yīng)力而影隨著科學(xué)研究和圍防尖端工業(yè)的發(fā)展，高新技響產(chǎn)品的使用性能。同時，微細(xì)加工的尺寸及精度術(shù)產(chǎn)品向功能集成化、超精密化和外形微型化方向還受機床精度、刀具尺寸和制造精度等因素的限制，發(fā)展，使產(chǎn)品零部件的尺寸日趨微小化。為此，于20世紀(jì)70年代微細(xì)加工和納米加工技術(shù)應(yīng)運而生，，微細(xì)特種加工同時它們也促使了微型機械向系統(tǒng)化方向發(fā)展，并

2、其他能量(如各形成了有廣闊發(fā)展前景的微機電系統(tǒng)(MEMS)。種物理的、化學(xué)的能量及其各種理化效應(yīng))，直接去所謂微細(xì)加工技術(shù)是指能夠制造微小尺寸零件除或增加材料以達(dá)到加工的目的，一般沒有顯著的的加工技術(shù)的總稱。微細(xì)加：亡技術(shù)包含了各種傳統(tǒng)機械切削力，可以加工任何硬度、強度、韌性及脆精密加工方法和與其原理截然不同的新方法，如微性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復(fù)雜、微細(xì)細(xì)切削加工、磨料加工、微細(xì)電火花加工、電化學(xué)表面和低剛度零件，并可以實現(xiàn)逐個分子或原子的加工、超聲波加工、激光加工、外延生長、電子束去除加工。因此，在微

3、小尺寸零件的加工中有著不加工、離子束加工、光刻加工及電鑄加工等?？商娲膬?yōu)越性。微細(xì)特種加工技術(shù)受到世界上工微細(xì)加工技術(shù)在電子零件、機械零件及其裝置業(yè)發(fā)達(dá)國家的日益重視。方面的推廣應(yīng)用，使得人們可以精密、方便、多樣三、微細(xì)特種加工的主要方法及應(yīng)用地完成常規(guī)加丁方法不能完成的各種微細(xì)加工任務(wù)，1．微細(xì)電火花加工制造出適用于各種場合及要求的零部件來。如微型機器人就是很好的例子，它可以從事大型機器人無微細(xì)電火花加工是電火花加工技術(shù)在微細(xì)加工法做的收集信息及智能操作等多項工作。又如汽車中的一個重要分支，也是微細(xì)特種加工中發(fā)

4、展較為的安全囊傳感器采用微細(xì)加工技術(shù)，把傳感器和電成熟的方法，非常適合實現(xiàn)微米級結(jié)構(gòu)尺寸的微細(xì)加工，同時易實現(xiàn)自動化。這對微細(xì)加工也是非路蝕刻結(jié)合在一起，可使成本大大降低，取得顯著常有利的。的經(jīng)濟效益。微細(xì)電火花加T一般是指用棒狀電極電火花加微細(xì)加工技術(shù)包含很多方法，從基本加工機理工或用線電極電火花磨削(WEDG)微孔、微槽、類型來看，微細(xì)加工大致可分為4類：分離加丁窄縫、各種微小復(fù)雜形狀及微細(xì)軸類零件。加工尺(如切削和磨削去除、分解去除、濺射去除等)；結(jié)寸通常在數(shù)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、兩工件的粘接和焊接(即加工單位)只有(0．1～0．01)zn，可以加工像等)；變形加工(如塑性變形加工、流體變形加工聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬材料。等)；材料的處理和改性。原則上說，微細(xì)電火花加工技術(shù)與常規(guī)電火花二、微細(xì)特種加工的加工原理及特點成形加工并無本質(zhì)區(qū)別，但因涉及到微細(xì)尺寸加工由于在傳統(tǒng)的機械加工過程中，存在著機械切范圍的差異，使它又具有獨特的技術(shù)特點。為此，削力，因此在加工微小零件，特別是微米級尺寸零要將電火花加工技術(shù)應(yīng)用于微細(xì)加工領(lǐng)域，必須具參磊工。冷加工www．metolworlon~l

6、y耋，C，：33備3個最基本的條件：①能使電極以穩(wěn)定微步距進T出直徑為0．5lIInl、厚為0．6ram的微細(xì)輪。給的高精度伺服系統(tǒng)。②能產(chǎn)生極微能量并且可控國外已有部分微細(xì)電火化加T機床商品化，如性好的脈沖電源。③具備制造微細(xì)高精度電極的手瑞士AGIE公司生產(chǎn)的AGIETRONEMT1．10IF精密成段及工藝。形微細(xì)電火花加工機床、日本松下公司生產(chǎn)的MG—20世紀(jì)60年代初，瑞士研制出了世界上首臺微ED01、MG—ED02G型微細(xì)電火花加工專用機床，它細(xì)電火花孔專用加工機床，主要是為了解決當(dāng)時化可以精密加工直徑為

7、(15～300)txm的微細(xì)孔，纖T業(yè)中噴織板上的微細(xì)孔加工難題。隨著各種現(xiàn)度精于0．5p．rll，可用于伺服閥、舵機等零部件上的代技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對微細(xì)加工技術(shù)提出了新的微孔加工。要求，使微細(xì)電火花加工技術(shù)不僅僅用于微細(xì)孔等在我閏，中國紡織大學(xué)、江南)匕學(xué)儀器、北平面類的加工，而且還應(yīng)用于三維成形等微細(xì)零件京機床研究所等，在微細(xì)電火化加T的加_I二機理、加工中。21世紀(jì)初期，日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究基礎(chǔ)性設(shè)備以及T藝性能片面作了許多研究：I作，所的研究是最具代表性的，其水平也處于國際領(lǐng)先并取得了一定的研究成果，

8、加_r出的微細(xì)孔及軸類地位。該所研發(fā)的電火花線電極磨削法(WEDG)零件已接近國際水平。是一種極為有效的微細(xì)電極與零件制造手段。接著當(dāng)代微細(xì)電火花加工的發(fā)展趨勢將定為大力發(fā)該所在原三軸控制的WEDG基礎(chǔ)上，進一步研制出展CNC電火花微細(xì)加工技術(shù)，積極開展適應(yīng)性控制了四軸數(shù)控的三維成形微細(xì)加工機床，以實現(xiàn)微細(xì)及加工過程最佳化丁藝的應(yīng)用研究，開發(fā)心川行星模具及形