张勇斌,吉 方,刘广民,张连新,吴祉群

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳 621900)

微细电火花加工技术作为一种实现金属零件微小特征精密加工的重要工艺手段,吸引了国内外众多学者进行卓有成效的研究。微细电火花加工系统与实验研究是其中重要的研究内容。哈尔滨工业大学、上海交通大学、清华大学、大连理工大学、苏州电加工机床研究所、北京市电加工研究所等多家高校及科研单位均取得了显著的研究成果[1-10]。中物院机械制造工艺研究所基于实际加工的需求,研发了一套微细电火花精密加工系统μEDM-50(图1),并开展了相应的研究工作[11-13]。下面介绍几种典型微小特征的加工实验结果,体现了系统的一维、二维和三维加工能力。

1 微小孔阵精密加工应用实验

图1 微细电火花精密加工系统EDM-50

针对一个厚0.2 mm,直径8 mm的金属小零件,要求在围绕其中心、且直径为1.35mm的圆周上均匀加工出6个直径0.15 mm的微小孔。用微小钻头进行加工实验的效果如图2所示,不仅在其边缘处有明显的卷边现象,而且其小孔直径大于0.230 mm,无法满足需求。基于微细电火花精密加工系统μEDM-50,针对所需加工的微小孔,首先加工出了微细工具电极,然后在零件上加工出了6个均匀的微小孔,直径为0.155 mm(图3)。小孔的边缘均很规整,直径一致性也很高,完全满足了需求方的要求。

2 微小齿轮型腔精密加工实验

图2 微小钻头加工的直径0.230mm的小孔

图3 EDM-50系统加工的直径0.155 mm的小孔

为了验证EDM-50系统的精密加工能力以及形成的相关工艺,首先建立微小齿轮型腔几何模型,再生成加工轨迹的NC程序,最后利用直径30μm的微细工具电极,在一块试件上实现了微小齿轮型腔及其阵列的精密加工(图4)。……