专题报道 PQ;特鹴加工技术 工精度(图9)。研究结果对实现微细群孔结构高精度和高 效率加工具有指导意义。 F Na等学者采用直径10μm 图6双金属工具电极 的铂金属丝作为电极,用微 匀的材料结构。沉积合金的化学组成成分可以通过双金细电解线切割加工方法在 属工具电极中两种金属的横截面面积比控制。 不锈钢板上进行了加工实 哈尔滨工业大学李刚及上海交通大学赵万生等研制验。选用超短脉冲电源最小 (a)微型槽 了精密微细电火花加工(μEDM机床其包括高精度花化加工间隙,研究脉冲电 岗岩机床本体和工作台、精密旋转主轴、微能脉冲电源和压、脉宽和脉间对加工性能 CCD机器视觉显微系统等。针对微细电火花分层铣削加的影响。应用最优化加工参 工,提出了分层策略、电极运动轨迹规划方法、电极损耗数,在304sS钢材料上成功 补偿策略等,开发了微细电火花铣削加工专用CAM软加工出微型槽和厚度小于 件。采用此系统成功地加工出直径4μm的微细轴、直径20μm的薄片(图10)。 10μm的微细孔和复杂微三维结构(图7)。 扬州大学朱永伟等利图10微细电解线切割加 用不同截面的微细工具电 工的微型槽和薄片 极开展了一系列超声电解复合微细加工方法的基础实验 (图11)。实验表明,由超声震荡产生的冲击波和负压力 可消除在微小电流密度下生成的阳极电解钝化膜,使微 (a)微细轴 (b)微细孔 (c)复杂微三维结构 细电解加工可不断进行,证实了这种复合技术的可行性 图7微细加工的样品 和艺优点。 台北科技大学许东 亚等采用微细电火花加 工方法并结合线电极放 电磨削(WEDG)技术,成 功地在聚晶金刚石 sOhum (PCD)材料上加工出直 T其电极材料钨:厚度:02m;径约为4m的微孔,微 图11超声电解复合微细加工结果 直径:0.04mm 孔的圆度误差仅为,.3纳米加工 图8PCD材料微细电火花05gm(图8)。另外还用 美国 Nebraska-Lincoln大学AH. Alkhalee等人在 加工微孔 WEDG技术加工出直径金属铜材料上,用原子力显微镜(AFM)制造纳米凹坑和 40μm、长0.8mm的PCD微细轴。 纳米凹槽。此方法采用超短脉冲电源并以去离子水作为 比利时鲁汶天主教大学KLi等人对 Si3NaTiN复合工作液。采用AFM方法加「的纳米凹坑具有很好的可重 陶瓷材料进行了微细电火花磨削加工实验,研究不同技复性。加工出不同尺寸的微槽,如长13μm,深15mm 术参数对工具电极损耗率、材料去除率、表而完整性(表200m宽的凹槽(图12)。通过稳定性研究发现,对样本 面粗糙度及微观结构)的影响。 Si,NoTiN复合陶瓷材料被重复扫描会使加工表面的形貌产生变形 用于微型燃气涡轮叶片(直径 小于 1.2微细电解加工 南京航空航天大学曲宁 松、朱荻等人采用微细圆柱群 (a)群电极 电极进行了了微细群孔电解加 工工艺试验,研究了加工电压 图12纳米加工样品 脉冲宽度、电解液浓度、成分等 在纳米级加工中必须避免接触摩擦、爬行作用的影 因素对群孔加工精度的影响。响。利用材料的弹性变形可以将位移控制在几个纳米的 结果表明,减小加工电压和脉范围内。基于这个原则并采用并联机构,瑞士 AGIE SA (b)群孔 冲宽度,采用低浓度钝化性电公司的 Ivano beltram等人采用3个线性电机移动来挖 图9 解液可以显著提高群孔电解加制由6个弹性平行四边形所组成的并联机构及直线编码专题报道 特种加工投木 匀 的材料结构 。沉积合金 的化学组成成分可以通过双金 属T具电极中两种金属的横截面面积比控制。 哈尔滨工业大学李刚及』=．海交通大学赵万生等研制 了精密微细电火花加工( 一EDM)机床 ，其包括高精度花 岗岩机床本体和工作 台、精密旋转主轴 、做能脉冲电源和 CCD机器视觉 微系统等 。针对微细电火花分层铣削加 工 ，提J叶J了分层 策略 、电极运动轨迹规划方法 、电极损耗 补偿策略等 ，开发 了微细电火花铣削加 工专用 CAM软 件。采用此系统成功地加 rtt{直径 4 m的微细轴 、直径 10 n的微细孔和复杂微三维结构(图 7)。 台北科技 大学许东 亚等采用微细电火花加 T方法并结合线 电极放 电磨削(WEDG)技术 ，成 功 地 在 聚 品 金 刚 石 (PCD)材料上加工 出直 径约为 40p．m的做孔 ，微 孑L的 圆 度 误 差 仅 为 0．51xm(图 8)。另外还用 WEDG技术加工 出直径 401xm、长 0．8mm的 PCD微细轴。 比利时鲁汶天丰教大学 K．Liu等人对 SiN42TiN复合 陶瓷材料进行 r微细电火花磨削加工实验 ，研究不同技 术参数对工具电极损耗率 、材料去 除率 、表而完 整性 (表 面粗糙度及微观结构 )的影响。SiN2TiN复合 陶瓷材料被 用于微型燃气涡轮叶片 (直径 小于 20mm)。 ，．2 微 细 电解加 _T- 南京 航 空 航 天 大学 曲宁 松 、朱荻 等人采用微细 圆柱群 电极进行 了了微细群孔 电解加 工工艺试验 ，研究了加T 电压 、 脉 冲宽度 、电解液浓度 、成分等 冈素 对群孔 加 工精 度 的影 响。 结果表明 ，减／l,hl：r电压和脉 冲宽度 ，采用低浓度钝化性 电 解液 日丁以显著提高群孔 电解加 棚 椭 T程 师 PNNA年 笛 11苴日 工精度(图 9)。研究结果对实现微细群孔结构高精度和高 效率加丁具有指导意义。 韩 同汉城 大学 的 C．W． Na等学 者 采用直径 l0 m 的铂金属丝作为电极 ，用微 细 电解线切 割加工方 法在 不锈 钢板 进 行 了加 工实 验 。选用超短脉冲电源最小 化加 工间 隙 ，研 究脉 冲 电 压 、脉宽和脉间对加丁性能 的影响。应用最优化加工参 数 ，在 304SS钢材料 成功 加工 出微型槽 和厚度 小于 201xm的薄片(图 10)。 扬 州大学朱 永伟 等利 用不 同截 面的微细 丁具 电 极开展了一系列超声 电解复合微 细加～12方法 的基础实验 (图 11)。实验表明，由超声震荡产生的冲击波和负压力 可消除在微小 电流密度下生成的阳极电解钝化膜 ，使微 细 电解加工可不断进行 ，证实了这种复合技术的可行性 和1艺优点。 美 国 Nebraska-Lincoln大学 A．H．Alkhalee等 人在 金属铜材料上 ，用原子力显微镜 (AFM)制造纳米 凹坑和 纳米 凹槽 。此方法采用超短脉冲电源并 以去离子水作为 工作液。采用 AFM方法加．r的纳米凹坑具有很好的可重 复性 。加工出不 同尺寸的微槽 ，如长 l3 m，深 l5nM、 200nm宽 的凹槽 (图 12) 通过稳定性研究发现 ，对样本 重复扫描会使加T表面的形貌产生变形 在纳米级加T中必须避免接触摩擦 、爬行作用 的影 响。利用材料的弹性变形 可以将位移控制在几 个纳米的 范围内。基于这个原则并采用并联机构 ，瑞士 AGIESA 公司 的 Iva130Beltrami等人采用 3个线性电机移动来控 制 由 6个弹性平行 四边形所组成 的并联机构及直线编码