微细工具电极在线制作技术及实验研究

随着 科 学 技 术 的发展 ，微 型器 件将 广 泛 应 用 于
技术 中 ， 主要有以下三种 ： 固定块反拷加工 、 转 圆 旋 盘反 拷 加工 以及 线 电极 放 电磨 削法 （ Ｄ ： ｒ ＷＥ Ｇ Ｗｉ ｅ
Ｅｅｔｃｌ ｉ ｈｒｅ ｒ ｄｎ ）如 图 ３ 示 ： ｌ ｒ ａＤｓ ａｇ ｉ ｉｇ ， ｃｉ ｃ Ｇｎ 所
ｒｔ ｎ ｃ ｃ ｒ ｙｉ ｉ ｃｏ ｃ ｈｎｎ ｏ ｉ．ｎｅｎ ｔ ｎ ｌ ｏ ． ａｅａ ｄａ ｕａ ｎｍ ｒｍａ ｉ ｉｇｄ ｍａｎ Ｉｔｒ ａ ｏ ａ ｕ． ｃ ｉ Ｊ
பைடு நூலகம்
极持续进给 ， 使工具 电极弯曲。为了避免上述情况 ， 应该采用刚性好 的材料作为工具电极 ，并在加工一
图 １ 实验装备原理图
图 ２ 实验装备 图
一
在装备上采用图 ４中 ａ ）图所示 的加工方法 ， 将 个直径为 ０ ｍ的紫铜圆柱作为工件 ，固定块 ．ｍ ７
１ 电极在线 制作技术
目前 电极在线制作方法主要应用于电火花加工
作为工具 阴极 ， 使两者倾斜一个角度 ， 二者的相对位 置固定不动 ， 紫铜圆柱作一定角速度的旋转运动 ， 加
山东 青岛 ２ ６０ ； ． ６０ １ ３ 广东工业大学 ５０ ９ ） １０ ０
摘 要 ： 文提 出了一种在 线制作微 型工具电极 的新方法。该方 法是基 于电化学微加 工 ， 本 通过反复 交换工具 电极和 工件
。
的极性 ， 进行 相互加工获得 与 电化学微加 工相 适应 的微 型工具 电极 。 由于该过程在 线进行 ， 因此可 以避免 因两次夹紧工 具 电极造成 的位 置误 差和 夹紧误差 ， 并可 以大大提 高加 工精度 。 该方法对 于电化学展成微加 工来说是 非常重要 的。 过 通
新 的在 线 电极 加 工方法 。
（） ａ 固定块磨 削
（） ｂ 旋转 圆盘 磨削
（） Ｄ ｃ ＷＥ Ｇ
图 ３ 三 种 电 极在 线 制 作 方 法 阿
根据 Ｅ Ｍ 的原理 ，即材料基 于阳极溶解去除 ， Ｃ
因此 在本 文 的实验 中 ，工 具 电极 的在 线 制作 是 通 过
２ Ｏ ５
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ６， ０ ２ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃ ｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｌ
加工过程 中，工具 电极与工件之 间沉积有电解 生成物 。当工具 电极进给运动时 ，首先 与沉积物接 参考文献 ： 【】 ． ｈｔ ｃａｙａ Ｊ Ｍｕ ｄ． ｘ ｅ ｍ ｎａ ｉｖｓｇｔ ｎｏ ｅ ｌ Ｂ Ｂ ａ ｈｒｙ， ． ｎ ａ Ｅ ｐｒ ｅ ｔ ｅｔａ ｏ ｎｔ ｍ ｉ ｌｎ ｉ ｉ ｈ 触 ， 果 工 具 电极 刚性 较 弱 ， 能 穿 透该 沉 积 层 ， 如 不 就 ｉｆ ｅ ｃ ｆ ｌｃｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｃ ｉ ｉｇ ｐ ｒｍｅ ｅｓｏ ｃ ｎ ｎ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｅ ｔ ｈ ｍｉ ｈ ｎ ｎ ａ ａ ｔｒ ｎ ｍａ ｈ ｉ ｇ ｌ ｅ ｏ ａ ｍａ ｉ 会 对 加 工 过程 的 自适 应控 制 产 生误 判 ，导致 工具 电
实验 ， 定的加工 出了最小直径为 ２ １ｍ 的工具电极。 稳 ０ａ ， 关键词 ： 电化 学微 细加 工 ； 在线制作 ； 成微加 工 展 中图分类＂＇ Ｇ６ ７ ￣： ３ Ｔ 文献标ｉ ￣ ： Ｒ Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ － ２ ０ ０ １ ７ － ４ Ｘ（ ０ ２）６ ０ ５ — ３
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎ ６， ０ ２ ｑ ｉｍｅ ｔ ｎ ｆ ｅｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ２ １ ｉ
．
微细 工具 电极在 线制作技术及 实验研究
杨 忠高 ’ 韩桂 海 ２ 郭钟 宁 ３ ， ，
（． １ 广东工贸职业技术学院 ， 广东 广州 ５ ０ １ ； ． １５０ ２山东省科学院海洋仪器仪表研究所
交换工具和工件的极性来实现的。 首先 ， 将高频短脉 冲电源 的正极连接到工具电极 ， 负极连接到工件 ， 先 加工工具 电极 了。然后交换工具电极 和工件的极性 ，
将制作 的工具 电极作为阴极以加工工件。与传统 的
Ｅ Ｍ相比，利用工具 电极 的在线制作可 以避免 因两 Ｃ 次装夹而产生的误差。因此 ，加工精度可以大 大提 高 。本文基 于 Ｅ Ｍ 的原 理提 出 了三种 工 具 电极 的 在 Ｃ 线制作方法 。 １ 固定块反拷加工 ． １
工 出如 图 ５ —２中 ｂ 中所示 的两个 电极 。 ）
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ２ ２ １— ３ ０ 基金项 目： 广东省 自然科学基金项 目 （２ １４ ｏ０４ ） 作者简介 ： 杨忠高（９ ０ ） 男 ， １ ８ －， 讲师 ， 华南理工大学在读博士 ， 主要研究方向 ： 特种加工 。
医药 、 生物工程 、 机械工程、 电子工程和航空技术。 微 构件 和微结构加工 的研究已成为制造业的热点 。在 电化学加工 （ Ｃ 中， Ｅ Ｍ） 机械性能 （ 如材料的硬度和强 度） 不会对加工造成任何影响 ， 因此它具有高效率和 高精确度的优点 ， 并且无残余应力和刀具磨损 。 根据 Ｅ Ｍ 的加 工 机理 ， Ｃ 即基 于 阳极 溶解 去 除材 料 ， 因此 当 加工 条件 能得到很好 的控 制且加 工参数选 择适 当 时 ， 以将其用于微加工【 。 可 １ 卅 本文设计 、制作 了一台进行微细电解加工的实 验装备 ， 图 ｌ 如 所示 。该装备有三个直线运动系统、 两 个 回转 轴 ， 用 步进 电机 驱动 各 轴互 动 ， 以实 现 采 可 两个 回转轴 的展成运动 以期实现 电极在线制作 以及 三维零件的加工。基于本实验台， 用不同方法在线加 工电极 ， 成功的制作 了几种微细电极 ， 并提 出了一种