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随着科学技术以及微机电系统(MEMS)的发展,零件尺寸越来越趋于微小型化,其相对应的微细加工技术已成为各工业发达国家广泛关注和重点投入的研究热点。微细电解加工是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理,以离子溶解方式去除材料,理论上可以达到微米甚至纳米级别。因此,微细电解加工技术在微细制造领域显示出来巨大的发展潜力。
微细电解加工技术的关键之一在于微细工具的制备。传统的电化学腐蚀方法只能制备圆柱形状工具电极,因而存在一定的局限性。本文提出采用基于微细电解线切割加工技术在线制备复杂形状微细工具电极的方法,并通过加工试验验证了该方法的可行性。主要内容包括以下几个方面:
(1)搭建了试验加工装置。选取合适的主轴电机,设计了棒料工件及微细线电极的夹具,解决了微细线电极的装夹及加工进给等问题。
(2)试验探讨了微细电解线切割工艺参数对微圆柱钨棒料切割加工结果的影响。进行了一系列的基础工艺试验,从加工电压、进给速度、电源脉冲宽度、电解液浓度等方面分析了对加工稳定性和侧面切割间隙的影响,优化试验参数,为制备复杂形状微细工具做好准备。
(3)进行复杂形状工具电极的制备试验。利用微细电解线切割法对微圆柱状工件进行了在线切割,制备出各种半圆柱削边、薄片、三棱柱等形状的工具电极。
(4)进行了微小孔电解加工试验。利用制备出的微细工具电极,配合纳秒脉冲电源进行了微小孔电解加工,加工出了相应的异形孔和深微小孔。