于同敏,黄晓超,包 成,祝思龙

(大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024)

微型塑料制件在MEMS领域的应用前景十分广阔,需求量不断增长。但用模具成形微型制件时的模腔加工,则一直是制约微模具制造技术发展和微型制件广泛应用的一个关键问题。由于微模具型腔尺寸微小,传统的加工方法无法满足其加工尺寸精度与表面质量要求。尽管人们先后开发出诸如LIGA及UV-LIGA等微细加工技术,但仍难以满足形状各异的微型模具型腔的加工要求。LIGA及UV-LIGA技术虽可加工具有较大深宽比的微细结构,但不能加工三维曲面型腔,且工艺过程复杂,制造成本较高,使其应用受到一定限制。与LIGA及UV-LIGA等技术相比,微细电火花加工具有工艺过程简单、不受被加工零件材料限制,且可加工复杂三维曲面等优点,在复杂微小尺寸零件加工中具有不可替代的优势[1]。然而微细电火花加工技术在应用过程中也存在亟待解决的难点问题,如微细电极的制作及放电加工中的电极损耗等。本文基于对各种微细加工方法[2-8]的深入分析,提出利用高速铣削加工技术[9]制作微细电极的方法,并以典型的圆柱阵列结构微细电极为例,通过优化加工条件和切削参数,加工出了满足尺寸与形状精度要求的微细电极。并用制得的微阵列结构电极,进行了微模具型腔的电火花加工实验,获得了较好的加工效果。为解决微细电极的高效、高精密制作,提供了可借鉴的方法。

1 实验电极及加工设备

实验电极材料为紫铜,结构尺寸为9 mm×9 mm×40 mm。……