大深径比微细孔超声辅助电火花加工技术研究

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电火花细微孔加工方法研究

电火花细微孔加工方法研究作者：李存震叶锦华来源：《科学与财富》2017年第12期摘要：相对于其他电火花加工操作而言，细微孔的特殊性对加工方法提出了较高的要求。

为了保证细微孔的加工质量，在实际加工处理过程中，应该严格控制各项参数，避免细微孔出现质量问题。

本文从电火花细微孔加工的特点入手，对电火花细微孔加工方法进行分析和研究。

关键词：电火花；细微孔；加工方法前言：随着工艺技术的不断发展，电火花细微孔加工技术的出现为机械钻削加工带来了新的生机。

就我国目前情况来看，虽然电火花细微孔加工的应用范畴较为广泛，但其加工过程很容易出现质量问题。

对于生产加工厂家而言，这种现象会从一定程度上增加加工过程所需的成本，进而影响最终获利情况。

为了避免出现上述状况，生产厂家应该严格要求加工人员，保证电火花细微孔加工方法、加工操作的准确性。

一、电火花细微孔加工的特点与常规的电火花加工方式相比，电火花细微孔加工的特点主要包含以下几种：（一）工具电极细微性特点电火花细微孔加工属于一种成型加工模式。

在实际加工过程中，工具电极的细微性特点增加了深径孔加工的难度。

如果加工对象孔的深径参数较大时，异常放电现象的出现可能会引发工具电极被烧毁，干扰电火花细微孔加工的顺利进行。

（二）被孔径细微性特点通常情况下，电火花细微孔的孔径参数处于0.1mm以下。

这种具有细微性特点的孔径参数要求电火花加工过程中每个脉冲的放电能量参数相对较小。

结合我国电火花细微孔的加工经验可知，当每个脉冲的放电能量处于10-6-10-7J范围内时，其所产生的电蚀量能够满足电火花细微孔的深度及电蚀坑直径要求（分别为小于0.1μm和小于1μm）[1]。

（三）被加工孔径细微性特点在电火花细微孔加工中，被加工孔径也具有明显的细微性特点。

为了满足这一加工要求，电极端面的放电间隙参数应该为1μm[2]。

随着加工孔深度参数的不断增加，加工放电区域工作也的循环难度也会发生相应增加。

在这种情况下，能够保持稳定状态的放电间隙范围相对较小，所得细微孔加工成果很容易受到相关因素的影响。

微细电火花加工关键技术及工艺研究

ＺＨＡＮＧＹｏｇｂｎ，Ｊａｇ，ＬＩＧｕｎ — ｉｎ —ｉＩＦｎＵａｇｒｎ，ＺＡＮＧａｘｎ，ＷＵＺｈ — ｕａＨＬｉｎ— ｉｉｑｎ
（ｎｔｕｅｏｃｉｅｙＭａｕａｔｒｇＴｃｎｌｇ，ＭｉｎａｇＳｃｕｎ６０ＩｓｉｔｆＭａｈｎｒｎｆｃｕｉｅｈｏｏｙｔｎａｙｎｉｈａ２０，Ｃｉａ１９ｈｎ）
Ａｂｓｒｃ：Ｉｈｐｅ，ａｋｎｉｒ－ｌｃｒｃｌｄｉｃｒｅｍａｈｎｉｇｓｔｍａｅＥＤＭ一０ｓｅｔａｔｎｔｅｐａｒｉｄｏｆｍｃｏｅｅｔｉａｓｈａｇｃｉｎｙｓｅｎｍｄｏ５ｉｄ－ｓｒｂｄ．Ｔｈｐｅｌｏｐｒｓｎｔｃｏ・ｎｒｙｐｕｌｅｐｏｒｓｐｙｗｈｅｌａｔｗｉｔｆｐｕｓａｅｃｃｉｅｅｐａｒａｓｅｅｓｍｉｒｅｅｇｓｗｅｕｐｌｏｓｅｓｄｈｏｌｅｃｎｒａｈｎｎｓｃｎＳｍｅｓｃａｏｅｓｓａｅｉｔｏｕｃｄｓｂｓｑｅｔｙ．Ｔｈｒｓａｌａｔｖｉｃａｇｎｉｃｉｉａｏｅｏｄ．ｏｐｅｉｌｐｒｃｓｅｒｎｒｄｅｕｅｕｎｌｅｅｉｌｃｉｅｄｓｈｒｉｇｃｒｕｔｎｔｅｐｓｗｅｕｈｕｌｅｐｏｒｓｐｐｌｗｈｉｈｃｎｒｄｅｔｅｒｓｄｌｃａｇｏｉｐｒｖｈｃｉｉｇｑｌｙｏｕｆｃ．ｙ，ｃａｅｕｃｈｅｉｕａｈｒｅｔｍｏｅｔｅｍａｈｎｕａｉｆｓｒａｅｎｔＴｈｐｅｉｌｏｃｓｓｕｓｆｌｔｎｒａｅｔｅｍａｈｎｇｐｒｃｓｏｎｆｃｅｙ．ｒｈｒｏｅｍｉｒ－ｏｌｅｅｓｃａｐｒｅｓｉｅｕｏｉｃｅｓｈｃｉｉｅｉｉｎａｄｅｎｉｉｎｃＦｕｔｅｍｒ，ｃｏｔｏ－

超声辅助等离子体中微细电火花加工技术研究

等离子体加压缩空气射流(Nitrogen Plasma Jet Aided by High Velocity Air Jet, NPJ+HVAJ)中的微细电火花加
工特性发现，氮气等离子体加压缩空气射流中微细电火花加工的质量更好。有研究结果表明：等离子体射流中微细电火花加工和气中微细电火花加工相比，前者的放电间隙更大，
性能。因此，为改善等离子射流中微细电火花加工存在的不足，本文提出了采用超声振动辅助等离子体中微细电火花加工的新方法，并通过工艺试验对该方法的加工特性进行了研究。
试验及方法
1试验装置
试验采用自主研制的超声振动辅助等离子体中微细电火花加工机
床，如图1和2所示，分别为试验
装置示意图和实物图。该机床主要由机床主体部分、伺服运动平
论坛FORUM
超声辅助等离子体中微细电火花
加工技术研究
张从阳，邹日貌,余祖元
(大连理工大学机械工程学院，大连116024)
［摘要］冷等离子体射流中微细电火花加工在一定程度上获得了比纯气体介质中更好的加工性能。然而由于放电脉冲能量小，造成放电间隙小，使得电蚀产物排出困难，短路、拉弧等不正常放电现象仍然频繁发生，严重影响了加工的质量和稳定性。为此，提出在工件上施加超声振动的方法以改善冷等离子体射流中微细电火花加工过程的稳定性，并探究其加工特性。针对电火花加工的击穿距离、材料去除率、表面粗糙度以及工具电极相对损耗率等工艺指标，进行了工艺试验。试验结果表明：工件施加超声振动以后，熔融的电蚀产物更容易从工件表面剥离；当以冷等离子体和压缩空气混合射流为加工介质时,超声辅助等离子体中微细电火花加工性能得以明显改善，材料去除率
提高13%，表面粗糙度降低19%，电极相对损耗率降低13%。

2011年《电加工与模具》总目次

基于Ｒ２４的电火花线切割加工数控系统解释器的Ｓ７设计与实现 ……… 陈成细，学程，奚徐辉，（ —８等２）
杨晓冬，滕
庆（６—７）
一
７６一
信息・态动
基于ＩＡ总线的电火花线切割机床接口电路的设计及研究Ｓ
… … … … … … … …
第十二届中国国际机床展览会特种加工机床评述 … … … …
… … … …
郭艳玲，凯译，宗生，（ —２）姜辛等６９
ＣＭＴ２１Ｉ０１特种加工机床评述专家组（ —１３）
… … … … … … … … … …
《电加工与模具２１年第６》０１期
重掺杂硅微球的脉冲放电法制备研究 … … … … … … … … …
… … … … … … … …
钟孟辉，烈恩，郭沈
川（ —１）２２
一
洪
捐，汪
炜，海娣，（ —１）冯等４９
… … … … … … … … … …
李
龙，叶
军，红敏，（～２）朱等２３
陈娟烈，轧
刚，常延晓（４—３）０
毛细管电极电液束加工微小孔试验研究 … … … … … … … …
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有限元逆算法在汽车覆盖件数值模拟成形中的应用 … … …
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超声电火花复合加工的研究进展(1) 航空精密制造技术

图2 D . Kremer 等设计的超声电火花复合加工装置简图
图1
超声电火花复合穿孔装置
形下的数学模型 , 该外力来源于放电区的气化和空化作用所形成的放电间隙中压力波的变动 , 通过这种振动提高了材料的去除率及加工过程的稳定性。虽然这种作用非超声附加的效果 , 但可直接预示超声 - 电火花复合加工必将改善 EDM 的加工性能。 1989 年法国的 D. Kr emer, J. L . Lebr un, B. Hosari 和 A. M osisan 系统地研究了超声振动对电火花加工性能影响 [ 5~ 6] 。图 2 是 D. K remer 等人自行设计的超声复合电火花加工装置简图。实验中 , 工件采用 35NCD16 钢 ( C: 0 35% ; Ni: 3 5% ; Cr: 1 6% ; M o: 0 24% ; M n: 0 4% ; Si: 0 23% ) , 电极为石墨 , 工作液为 DEL- HEL D IM E82, 电流密度为 1~ 10A/ cm2, 脉冲周期为 5 ~ 200 s, 上下冲油 , 振幅分别为 4 m 和 8 m 。结果表明 , 超声振动提高了加工速度 , 粗加工提高 10% , 精加工提高 400% , 使加工过程稳定 , 特别是精加工时尤为突出 , 精加工时可稳定加工的面积增大 , 电极损耗增加 10% ~ 15% , 振幅为 85% ~ 15% , 振幅为 4, D. K remer 等人认为电极的超声振动改善加工过程的主要原因是 : 电极表面的高频振动加速了工作液的循环 , 使间隙充分消电离 ;
在电火花微小孔加工中 , 由于被加工孔的孔径细微 ( 0 5mm 以下 ) , 加工时放电间隙狭小 ( 1 m 左右 ) , 电蚀产物易聚积在孔的底部 , 排屑困难 , 稳定的放电间隙范围小且容易受其它工艺参数的影响 , 易造成频繁的短路和非正常的放电 ; 同时 , 为达到较高的加工尺寸精度和表面精度 , 常采用减小单个脉冲放电能量的方法 , 减小材料的蚀除量 , 降低了加工速度 ; 另外 , 由于微孔加工工具电极细微 , 当深径比较大时 , 异常放电易烧毁工具电极 , 造成加工不能稳定进行 , 可加工范围变窄 , 使传统的电火花加工在微细加工中不能成为有效的加工方法 [ 1~ 2] 。目前常采用的提高电火花加工能力的方法 , 如人工排气法 , 强迫冲液或抽液法、加速工作液循环等方法 , 常因加工条件或加工要求的限制而无法实现。因此 , 为改善电火花加工性能 , 在微细加工中 , 采用超声电火花复合加工是非常有效的手段。在电极上附加超声振动 , 就可以使电极端面频繁进入合适的放电间隙 , 提高火花击穿的概率 ; 同时由于超声的空化作用和泵吸作用 , 可以增大被加工材料的去除量 , 加速工作液循环 , 改善间隙放电条件 , 从而提高被加工孔的深径比、加工稳定性、生产率和脉冲电源的利用率 , 并且在振幅得到良好控制的情况下 , 可以获得更高的加工精度。 1 超声电火花复合加工的研究现状 1 1 国外的研究现状 1986 年 , 印度 M adras 工业大学的 V S. R .

超声辅助等离子体中微细电火花加工技术研究

超声辅助等离子体中微细电火花加工技术研究张从阳;邹日貌;余祖元【摘要】冷等离子体射流中微细电火花加工在一定程度上获得了比纯气体介质中更好的加工性能.然而由于放电脉冲能量小,造成放电间隙小,使得电蚀产物排出困难,短路、拉弧等不正常放电现象仍然频繁发生,严重影响了加工的质量和稳定性.为此,提出在工件上施加超声振动的方法以改善冷等离子体射流中微细电火花加工过程的稳定性,并探究其加工特性.针对电火花加工的击穿距离、材料去除率、表面粗糙度以及工具电极相对损耗率等工艺指标,进行了工艺试验.试验结果表明:工件施加超声振动以后,熔融的电蚀产物更容易从工件表面剥离;当以冷等离子体和压缩空气混合射流为加工介质时,超声辅助等离子体中微细电火花加工性能得以明显改善,材料去除率提高13％,表面粗糙度降低19％,电极相对损耗率降低13％.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2019(062)011【总页数】9页(P30-38)【关键词】超声振动;微细电火花加工;击穿距离;冷等离子体射流;混合射流【作者】张从阳;邹日貌;余祖元【作者单位】大连理工大学机械工程学院,大连116024;大连理工大学机械工程学院,大连116024;大连理工大学机械工程学院,大连116024【正文语种】中文放电介质作为电火花加工的关键因素，直接影响电火花加工的效率、精度和质量。

煤油因具有良好的绝缘性能，早期被广泛用作电火花加工放电介质，但煤油作为可燃物，在放电加工过程中存在火灾隐患；并且在加工过程中煤油受热还会产生一些对人和环境有害的气体。

国内外学者针对煤油存在的问题，对其他介质做了大量的研究。

通过对水基工作液电火花加工的研究试验，范广信等[1]验证了水基工作液在安全、经济、绿色以及加工速度和表面加工质量方面均优于煤油。

尽管如此，油基工作液和水基工作液作为放电介质进行电火花加工时，工具电极损耗皆非常严重，很大程度上限制了微细电火花加工所能达到的加工精度。

旋转超声辅助微细电火花加工机床研制及实验研究

旋转超声辅助微细电火花加工机床研制及实验研究
随着制造业的发展和技术的进步，对于微细加工的需求越来越迫切。

而电火花加工作为一种非接触式的加工方法，具有高精度、高表面质量等优点，被广泛应用于微细加工领域。

然而，在实际应用中，电火花加工也存在一些问题，如加工效率低、表面质量难以保证等。

为了解决这些问题，我们进行了旋转超声辅助微细电火花加工机床的研制及实验研究。

本研究基于传统的电火花加工机床，通过增加超声辅助装置和旋转工件的方式，提高了加工效率和表面质量。

首先，我们设计并制造了超声辅助装置，该装置能够通过超声波的振动将加工区域的金属屑排出，减少了电火花过程中的阻力，提高了加工效率。

其次，我们通过加装旋转装置，使工件可以旋转起来，从而实现了对加工区域的均匀磨损，提高了表面质量。

为了验证机床的性能，我们进行了一系列实验。

首先，我们选取了不同材料的工件，分别进行了传统电火花加工和旋转超声辅助微细电火花加工。

实验结果显示，相比传统电火花加工，旋转超声辅助微细电火花加工在加工效率和表面质量上均有显著提高。

其次，我们还对不同参数进行了优化，得到了最佳加工条件。

此外，我们还进行了实际应用的验证。

将该机床应用于微细零件的加工中，结果显示，旋转超声辅助微细电火花加工机床能够满足微细零件的加工需求，提高了加工效率和表面质量。

综上所述，通过旋转超声辅助微细电火花加工机床的研制及实验研究，我们成功提高了加工效率和表面质量。

该研究为微细加工领域的发展提供了一种新的解决方案，具有重要的应用价值和推广意义。

超声振动辅助电火花铣削加工技术与机理研究

超声振动辅助电火花铣削加工技术与机理研究就当前的现状来看，传统铣削加工手段已经无法满足当代社会可持续发展需求，因而在此基础上，为了打造良好的加工环境，应注重在实践加工活动开展过程中引入超声振动，从而实现对电火花加工过程的有效调节，即增大脉冲放电区间、减小电弧放电、增加材料去除率，达到最佳的工艺加工状态，提升整体加工水平。

本文从超声振动辅助电火花铣削加工机理分析入手，旨在引导当前加工工序开展过程中优化传统加工手段。

标签：超声；电火花；铣削加工技术；机理振动切削可以改善切削加工效果，振动车削、振动钻削、振动磨削等的研究较为广泛并已实际应用，但振动铣削的研究甚少。

本文就超声振动辅助电火花铣削加工技术与机理进行了简答的分析。

1 超声振动辅助电火花铣削加工机理超声振动辅助电火花铣削加工机理即融入快速原型制造技术、分层制造原理等，对产品进行分层加工处理，由此获取加工元件。

同时，在加工工序开展过程中为了满足元件加工要求，应于主轴头安置工具电极，且与脉冲电源两极相连，并将空气、氧气等介质置入到管状工具电极环境下，从而形成超声振动，同时通过对数控系统的操控分层扫描指定轨迹，并做好脉冲放电连续作业工作，推进电极工具伺服运动的展开，蚀除工件材料，达到工件加工目的。

即在超声振动辅助电火花铣削加工工序开展过程中对空气、氧气等介质的选择提出了更高的要求，为此，相关技术人员在实践操控过程中应提高对此问题的重视程度，同时注重采用内充液式空心管状电极，且结合底面放电方式，形成X、Y伺服运动，达到超声振动加工效果，并实现Z向的间接进给，规避电极损耗等问题的凸显，影响到铣削加工加工效果，满足加工条件。

2 超声振动辅助电火花铣削加工技术分析2.1 电火花銑削技术电火花铣削技术，即EDM，注重运用工具电极，对数控系统进行伺服操纵，同时结合加工轨迹，做好放电加工工作，且通过机械化作业方式，铣削加工元件，达到工件加工目的，提高柔性化加工特点。

微尺度电火花加工技术的研究与应用

微尺度电火花加工技术的研究与应用电火花加工技术是一种非传统的制造技术，它通过电火花的放电放热效应将工件上的材料加热至熔点或沸点，从而实现去除材料的目的。

微尺度电火花加工技术是电火花加工技术在微小尺度下的应用，具有高精度、高效率和微尺度特点。

本文将对微尺度电火花加工技术的研究与应用进行详细介绍。

首先，微尺度电火花加工技术的研究是为了满足现代制造业中对微细零件加工的需求而进行的。

随着科学技术的不断进步和微电子学、生物医学等领域的发展，对微细零件的需求越来越高。

传统的机械加工方法难以满足这种需求，而微尺度电火花加工技术因其在微尺度下具有高精度、高效率的特点而备受关注。

研究人员通过对微尺度电火花加工机理的深入研究，不断优化加工参数和改进设备，使微尺度电火花加工技术得以应用于微细零件的制造，推动了现代制造业的发展。

其次，微尺度电火花加工技术的应用领域十分广泛。

在微电子学领域，微尺度电火花加工技术被广泛用于芯片、集成电路和MEMS器件等微细零件的加工。

微尺度电火花加工技术能够在高精度下去除微组织表面的氧化层和污染物，确保微细零件的质量和性能。

在生物医学领域，微尺度电火花加工技术被应用于生物芯片、生物传感器的制造，可以实现微细结构的加工、印刷和微阵列的定位等功能。

此外，微尺度电火花加工技术还被用于珠宝、钟表、眼镜和光纤等微尺度零件的制造。

然而，微尺度电火花加工技术在实际应用中还存在一些问题需要解决。

首先，由于微尺度电火花加工是一种高温加工过程，容易引起工件热变形和表面质量问题。

因此，需要通过优化工艺参数和控制放电能量密度等措施来解决这一问题。

其次，微尺度电火花加工技术在加工精度上还有待提高，目前尚难以实现纳米级甚至亚纳米级的加工。

针对这个问题，研究人员正在探索新的电火花放电机制和新的加工方法，以提高微尺度电火花加工技术的加工精度。

为了解决上述问题，研究人员正在开展微尺度电火花加工技术的相关研究。

首先，研究人员通过改进电极材料和加工液等手段来优化微尺度电火花加工工艺参数，以提高加工精度和表面质量。

超大深径比深小孔电火花加工工艺探索

超大深径比深小孔电火花加工工艺探索电火花加工是现代机械加工领域中一种常见的工艺方法。

其利用电热作用原理，将电能转化为热能，在工件表面产生高温电火花，从而实现对工件材料的加工和雕刻。

在电火花加工中，深径比是一个重要的参数，深度与直径的比值越大，说明电极能够加工更深的孔和更细小的孔，因而也能产生更高的加工效率。

而对于超大深径比深小孔电火花加工，则需要更深入的探索和技术创新。

超大深径比深小孔电火花加工能够广泛应用于微机械制造、晶体管制造、精密仪器制造等领域。

传统的电火花加工一般只能加工小孔，而加工大孔则需要使用其他的机械加工方法，如钻孔、铰孔或摇床等。

但是由于部分材料的硬度特别高，而且孔径较小，所以上述传统的机械加工方式很难达到理想的加工效果。

因此，超大深径比深小孔电火花加工成为此类工件加工的主要手段。

在超大深径比深小孔电火花加工过程中，需要对电极材料、电极尺寸、电极距离等因素进行适当地选择和调整。

首先，电极材料应选择高导电率、低膨胀系数、高熔点和与加工材料有一定成分的材料。

同时，电极材料还应具有非常好的耐腐蚀性和强度。

常用的电极材料有金属钨、铜、钼等。

其次，电极尺寸的选择要适合孔径的大小，并应选择具有更高机械强度和稳定性的电极。

此外，为了在超大深度的加工中维持稳定的电极放电状态，电极距离的控制也非常重要。

因此，应根据具体的加工要求对电极距离进行调整和控制。

在超大深径比深小孔电火花加工中，由于电极材料的限制以及加工过程中产生的高能量放电，容易导致电极的损坏和烧蚀，从而影响加工质量。

因此，在工艺设计时应采取一些控制措施，如增强放电控制技术、优化加工参数、采用先进的降热措施等，以实现工艺的优化和稳定性的提高。

总的来说，超大深径比深小孔电火花加工是一种技术含量较高的精密加工方法，需要对其优化设计和控制技术进行更深入的探索和创新。

通过不断的技术更新和改进，将为实现更加高效、精密和经济的工件制造提供更好的选择和解决方案。

微细及小孔电火花加工的关键技术研究的开题报告

微细及小孔电火花加工的关键技术研究的开题报告1. 研究背景微细及小孔电火花加工（Micro-Electrical Discharge Machining，简称Micro-EDM）是一种高精度、高效率、非接触的微细加工技术，可用于加工半导体材料、陶瓷材料、硬质合金材料以及其他难加工材料。

然而，Micro-EDM加工仍存在许多技术瓶颈，特别是在加工大深度、小直径（Diameter<20μm）的细微孔道时，加工效率和精度均面临巨大挑战。

为了解决这些技术难题，需要深入研究Micro-EDM过程的关键技术，提高Micro-EDM加工的效率和精度。

2. 研究目的本研究旨在探究Micro-EDM加工中的关键技术，针对大深度、小直径孔道加工难题，研究并优化Micro-EDM加工参数，提高加工效率和精度，从而为微细及小孔电火花加工技术的发展提供技术支撑。

3. 研究内容（1）Micro-EDM关键技术研究本文将从放电控制方法、电极、工作液以及辅助气体等方面对Micro-EDM关键技术进行研究，探讨各项技术对加工效率和精度的影响。

（2）大深度、小直径孔道加工技术研究本文将研究各项Micro-EDM加工参数对大深度、小直径孔道加工的影响，分析加工过程中的孔道直径误差、加工深度误差等问题，并提出相应的加工优化方案，提高Micro-EDM加工效率和精度。

4. 研究方法（1）理论分析法本文将从Micro-EDM加工过程的放电机理、放电脉冲参数、工作液理论等角度进行理论分析，明确放电控制方法以及其他关键技术。

（2）实验室实验法本文将在微细加工实验中采用一系列微细加工实验，探讨Micro-EDM加工的关键技术和影响因素，进行加工参数优化，提高加工效率和精度。

5. 研究意义研究Micro-EDM加工技术的关键技术，探讨大深度、小直径孔道加工技术优化方案，对提高Micro-EDM加工效率和精度，推动微细及小孔电火花加工技术的发展具有重要意义。

电火花加工微孔深径比的理论模型实验研究

ｓｕｙｈｓｂｅｏｄｃｅｔｅｐｃｏｍｏｅｆｔｅａｐｃａｉ．Ｉｈａｅ，０ｍｉｒｏｅａｅｔｄａｅｎｃｎｕｔｄｗｉｒｓｅｔｔｄｌｈｓｅｔｒｔｈｏｏｎｔｅｐｐｒ５ｃｏｈｌｓｈｖ
微细电火花加工可加工任何导电材料，无需而
考虑材料的硬度、强度等机械性能，因而被广泛应用于汽车、空航天、航医学器械零件的微孔加工１。电火花加工微孔时，受排屑等条件制约，其深径
ｂｅｒｌｄｕｎｅｉｆｒｎｘｅｉｎａｏｄｉｉｓｅｎｄｉｌｄｒｄｆｅｅｔｅｐｒｍｅｔｌｃｎｔｅｏｎ．ＧｒｓｘｒｍｅａｒｏｓｃｕｅｙｍｉｒｏｅｏｓｅｐｅｉｎｔｌｅｒｒａｓｄｂｃｏｈｌｓｄｉｉｇｉｒｌｎｎＥＤＭｒｃｌｕｌｔｄｙｌａｅａｃａｅｂＬｏｍｎａｆｋｉｎｒ．Ｔｈｒｏｓｏｈｉａｈｉｉｇｐｒｍｅｅｓｏｓｏｍｅｅｒｒｆｔｅｍａｎｍｃｎｎａａｔｒｈｖｎｎｆｕｎｅｏｓｃａｉｄｅｒｎｌｚｄｂｒｏｒｐｇｔｏｏｍｕｌａｉｇｉｌｅｃｎａｐｅｔｒｔｏｍｏｌａｅａａｙｅｙｅｒｒｐｏａａｉｎｆｒａ．Ｔｈｏｇｌｔｅｅ — ｒｕｈａｌｈｆｆｒｓａｏｅ．ｍｏｌｏｓｃａｉｏｃｏｈｌｓＥＤＭｒｌｎｓｂｅｕｔｅａｉｌｅｉｉｄ．ｏｔｂｖｄｅｆａｐｅｔｒｔｏｆｒｍｉｒｏｅｄｉｌｇｈａｅｎｆｒｈｒｖｌｄｙｖｒｆｅｉＫｅｒ：ＥＤＭ；ｃｏｈｌ；ｓｅｔｒｔｏ；ｍｎｏｓｏｍ；ｒｏｎａｙｉｙｗｏｄｓｍｉｒｏｅａｐｃａｉＬｏａｆｋｉｎｒｅｒｒａｌｓｓ

大深径比微小孔快速电火花加工系统

大深径比微小孔快速电火花加工系统贾振元;任小涛;刘巍;郑新毅【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2009(017)012【摘要】用电火花加工技术快速加工大深径比微小孔存在散热困难、排屑不畅、电极损耗大及加工过程不易控制等技术难点,为此,在分析电火花加工机理及加工特点的基础上,研发了一台用于快速加工大深径比微小孔的电火花机床.该设备采用立式布局,通过应用电极旋转、工件振动的旋振式机构,实现了加工过程中快速散热和排屑;通过采取工业控制计算机搭载数据采集卡和运动控制器的方式,实现了加工过程的检测控制功能一体化.针对电火花加工过程中放电信号严重畸变以及放电状态不稳定导致加工状态难检测的问题,提出了两级模糊逐级映射放电状态检测方法,同时为了实现机床的快速响应和精确控制,设计了双闭环加工控制系统.实验表明,该机床适合于深径比超过10,小孔直径为60～200 μm的微小孔快速加工,且性能稳定、可靠性高.【总页数】7页(P3055-3061)【作者】贾振元;任小涛;刘巍;郑新毅【作者单位】大连理工大学,精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁,大连,116024【正文语种】中文【中图分类】TG661【相关文献】1.大深径比气膜孔的电火花加工技术 [J], 王鹏2.大深径比微小深孔超声电火花加工工艺研究 [J], 汪红兵;张义平;李志荣;孙春华3.大深径比微细孔超声辅助电火花加工技术研究 [J], 张余升;荆怀靖;李敏明;唐春英;余祖元4.难加工材料大深径比微小孔高效加工技术研究 [J], 刘小勇; 王海; 甄宏伟; 葛丹丹; 王春龙; 李继鹏; 陈济轮5.提高纯钨微小孔电火花加工深径比的方法 [J], 钱志强; 尹青峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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随着科学技术和工业生产的发展，小孑的应微Ｌ用１趋广泛，５１出现了越来越多带有微４的零件，ｑＬ如
燃料喷油嘴、气静力轴承、丝板、印机喷头空喷打等 ¨ ，类孔一般具有直径小、这深径比大及难加工
钨
６ｌ± ０．ｌ７
ｌ８
电极直径ｍ
工作液电阻率］ｌｍＭＦｃ
电极摇动半径ｍ
电极摇动速度／ＭＩＳ）（Ｆ・Ｉ
部分膨胀、蒸发，一部分又重新凝固，成为加工屑。隙外部，另一部分加工屑微粒则沉积到间隙内。而当沉积的加工屑达到一定程度时，件和电极之间工
改进和提高传统加工方法的同时，在不断地研究也
一
６３ —
《电加工与模具》０１２１年第６期
新的加工工艺和方法，目前大约有５０余种加工方
法，括超声波加工、光加工、包激电化学加工、细微冲压、细电火花加工等。微细电火花加工虽然加微工速度较低，但其不仅可加工微细孔，而且可加工复杂形状的三维结构，可加工任何导电材料，不还也
ｌ５３０
４９４
这些加工屑有的随着工作液的流动被排出到加工间
超声波振动频率］Ｈｚｋ超声波振幅／ｔｍａ
就会通过一很高的短路电流，不仅容易损坏放电它电路，工件和工具电极也会产生一面质量下降，同时也增大了电
极损耗］。在加工微细深孑到一定深度后，料去Ｌ材除速度会明显下降，是因为深孔加工中工具电极就
为了证明本文提出的新方法的有效性，计了设
加工参数相同的另外３组试验：传统的微细电火 ① 花加工方法—— 既没有超声波振动辅助，没有电也
细孔一般深径比较大，且零件材料多为高强度、高硬
度的难加工材料，耐热钢、如不锈钢、质合金、硬陶瓷等。为了解决微孔加工的技术难题，们在不断人
第一作者简介：张余升，男，１８９５年生，程师。工
ＳｕｙｏｉｒｌｒｌｉｔｉｈＡｓｅｔＲａｉｙｔｄｎＭｃｏＨｏｅＤｉｌｎｇｗｉｈＨｇｐｃｔｏｂ
ＭｉｒｃｏＥＤＭｄｄｗｉｈＵｌｒｓｎｃＶｉｒｔｏＡｉｅｔｔａｏｉｂａｉｎ
极摇动；只有电极摇动、 ② 工件上不加载超声波振动的方法；只在工件上加载超声波振动、有电 ③ 没极摇动的方法。每组试验中，过移动工作台将一通定直径和长度的电极移动到工件表面附近，工件在和电极两极间加载１直流电压，测工件表面，０Ｖ探设置加工起点；在异于加工点的位置设置一基准点，加工前后两次探测基准点得到的Ｚ坐标的差异即为电极的损耗长度。加工结束后，超声波清理器用
ｂｅｒｌｄｗｉｈａｖｒｇａｔｒｏｆ１ｅｎｄｉｌｔｎａｅａｅｄｉｍｅｅｅ２０“ｍｎｓａｎｌｓｔｅ０４ｗｉｈａｔｃｎｓｆ３．ｉｔｉｅｓｓｅｌ３ｔｈｉｋｅｓｏ５ｍｍ．Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｇｓｅｔｒｔｏｍｉｒｏｅｍｉｒｈｉｈａｐｃａｉｃｏｈｌ；ｃｏＥＤＭ；ｌｒｓｎｉｉｒｔｏｕｔａｏｃｖｂａｉｎ
摘要：细电火花加工中电极损耗较大，加工大深径比微细孔时，微在工具电极和工件之间的狭
窄间隙内流体阻力较大，气泡及加工屑不易排出，易产生频繁的非正常放电，致电极损耗进一步导增大。针对大深径比微细孔加工的这一难题，出采用电极摇动同时在工件上加载超声波振动的提
ｑｅｃｕｒｎｃｓｏｂｏｍａｓｈｒｅｎｄｒｓｌｉｎｅｅｓｖｌｃｒｄａ．Ｔｈｓｐｐｒｐｅｅｓｕｎｔｏｃｒｅｅｆａｎｒｉｃａｇｓａｅｕｔｎｇｉｘｔｎｉｅｅｅｔｏｅｗｅｒｄｉｉａｅｒｓｎｔ
收稿日期：０１８—３２１ —００基金项目：国家科技重大专项（０１Ｘ４１－３）２１Ｚ００５０１
域，航空、天、事等方面的尖端零件和喷丝板、如航军
医疗器械、钟表等民用零件。由于孔径极小，类微这
工艺・备装
《电加工与模具》２１年第６０１期
大深径比微细孑超声辅助电火花加工技术研究Ｌ
张余升荆怀靖李敏明唐春英余祖元，，，，
（１．上海航天设备制造总厂，海２０４；上０２５２．大连理工大学现代制造技术研究所，辽宁大连１６２１０４）
造的关键技术，细电火花加工也因此成为此类微微细深：ａ工的一种重要方法。ｆｉＬｌ
１微细孔电火花加工技术
微细孔已被广泛应用于生产和生活中的各个领
在微细电火花加工中电极损耗较大，在加工大深径比微细孔时，具电极和工件之间的狭窄间隙工
和工件之间的狭窄间隙内堆积了大量的加工屑，易
导致短路等非正常放电，阻碍了加工过程的顺利进
行。
由于传统的周期性抬起工具电极等方法增加了额外运动所需的时间，材料去除速度大大下降。使为了解决这一问题，状电极、管卧式加工、电极旋转等方法被应用于微细电火花加工中。为了进一步提高微细孔电火花加工的性能，声波振动被引入超到深小孔加工中，ｏ和赵万生分别在不锈钢４１Ｙｅ０
ａｎｗｔｏｆｄｉｉｇｈｇｓｅｔｒｔｃｏｈｌｓｂｅｍｅｈｄｏｒｌｎｉｈａｐｃａｉｍｉｒ — ｏｅｙＥＤＭ，ｉｉｈｔｅｐａｅａｙｍｏｅｎｆｌｏｎｗｈｃｈｌｎｔｒｖｍｅｔｏａｌｃｒｄ，ｗｉｎａｃｍｅｔｆｏｕｔａｎｃｖｂａｉｎ，ｒｖｄｓａｎｖｎｙｄｓｒｂｔｄｇｐｆｒｔｅｎｅｅｔｏｅｔｅｈｎｅｎｒｍｌｒ￣ｉｉｒｔｈｏｐｏｉｅｎｕｅｅｌｉｉｕｅａｏｈｔｄｂｉａｄｂｂｌｓｔｓａｅｆｏｔｅｄｓｈｒｅｚｎａｉ．Ｍｉｒ — ｏｅｔｓｅｔｒｔｆ２ａｅｅｒｎｕｂｅｏｅｃｐｒｍｈｉｃａｇｏｅｅｓｙｓｌｃｏｈｌｓｗｉａｐｃａｉｏ９ｈｖｈｏ
新方法，成功地在３５ｍｍ厚的不锈钢板上加工出平均直径为１０．２ｍ的通孔，径比达２。深９
关键词：大深径比微细孔；细电火花加工；声振动微超中图分类号：Ｇ６Ｔ６１文献标识码：Ａ文章编号：０９７Ｘ（０１０１０ —２９２１）６—０６ —００３４
ＺａｇＹｕｈｎＪｎａｉｇ，ｉＭｉｍｉｇ，ｎｈｎｉｇ，ｕｕｎｈｎｓｅｇ，ｉｇＨｕｉｎＬｎｎＴａｇＣｕｙｎＹｕＺｙａｊ（１ｈｎｈｉｒｓａｅＥｑｉｍｅｔｎｆｃｕｅ，ｈｎｈｉ０２５，ｉａ．ＳａｇａｏｐｃｕｐｎｓＭａｕａｔｒｒＳａｇａ２０４Ｃｈｎ；Ａｅ２．ＤａｉｎＵｎｖｒｉｆＴｅｈｏｏｙ，ｌｎ１０４，ｉａ）ｌｉｅｓｙｏｃｎｌｇＤａｉ６２Ｃｈｎａｔａ１
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｈｎａｍｉｒ — ｏｅｉｄｉｅｅｐｙｂＤＭ，ｔｅｖｓｏｓｒｓｔｎｅｉｈａｒｗｉ— ｅｃｏｈｌｒｌｄｄｅｌｙＥｓｌｈｉｕｅｉａｃｎｔｅｎｒｏｄｓｃｓｃａｇａａｓｓｄｆｉｕｔｈｅｖｌｆｄｂｉａｄｂｂｌｓｆｏｔｅｗｏｋｎｒａｅｄｎｏｆｅｈｒｅｇｐｃｕｅｉｆｌｉｔｅｒｍｏａｏｅｒｓｎｕｂｅｒｍｈｒｉｇａｅ，ｌｉｇｔｒ — ｃｙｎａ