叠层圆盘电极的制备及旋转电火花加工微结构

发布时间：2021-09-04 11:29

　　随着环境污染、能源危机等问题日益突出,具有节能、减阻等功能的表面功能结构及其制造已成为学术研究热点之一。为了高效制备具有疏水、减阻等功能的微沟槽表面,本文提出利用叠层圆盘电极旋转电火花加工微结构。不同金属电极材料加工效果存在差异,准备外径相同、损耗率不同的圆盘箔,根据微结构外观轮廓要求对不同损耗率的圆盘箔进行叠层组合,然后在工件不同位置进行多轮固定深度的成型,使叠层电极所加工的微结构断面轮廓趋于稳定,将该加工效果稳定的叠层电极用于微结构的加工。本文选用铜、锡这两种加工性能差异较大金属进行研究。为了使研究结果更全面,还对铜、锡在高温下的扩散特点进行了分析,并利用该特点制备了加工性能介于铜和锡之间的铜锡合金电极。通过研究发现,该工艺消除了传统电火花加工过程中电极损耗影响加工精度的问题,并且在加工之前不需要修形,提高了加工效率和加工精度。本文主要内容如下:（1）详细描述叠层电极的选料、备料、制造步骤。搭建符合实验要求的平台,介绍了本研究主要用到的实验仪器。（2）制备保温时间和处理温度不同的12组镀锡铜箔样品,通过分析样品中锡元素分布趋势,发现镀锡铜箔中锡元素的扩散随着真空热处理的保温温度和保... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

表面微结构:(a)壁虎刚毛;(b)荷叶表面

叠层圆盘电极的制备及旋转电火花加工微结构3子束加工技术成功制备拥有5条切削刃直径为25μm的硬质合金刀具，然后使用该铣刀铣削出宽度为25μm的微通道[13]。图1-2微型车削工具:(a)外径尺寸50μm;(b)外径尺寸25μm通过对微切削加工研究的深入，发现在采用超声振动辅助加工可以减小切削力，延长刀具寿命[14]，但刀具磨损还受到工件材料性能、刀具进给情况、装配条件等多种因素的影响，使得微刀具较易磨损，刀具修形、修刃也需要花费大量时间。1.2.2磨削加工微结构工艺磨削所用砂轮一般为金刚石砂轮，可采用电化学共沉积法制造。当所制作的金刚石砂轮工具边缘厚度小于10μm时很难保证金刚石砂砾均匀分散。另外由于铁和碳原子之间存在天然亲和力，所以金刚石工具一般不能用于模具钢等材料的加工。Chen等学者利用旋转线放电加工技术修整BP-PCD砂轮，成功将砂轮磨边修至5μm（图1-3a）。并采用高速、快速浅磨的方式在NAK80模具钢上制造表面粗糙度Ra为0.01μm，深度为10μm、宽度小于10μm的微沟槽结构（图1-3b）。该方法克服了金刚石加工模具钢的障碍[15]。为了得到更加小型和复杂的磨削工具。图1-3磨削加工微结构:(a)超薄BD-PCD轮式工具;(b)微沟槽Gabler等采用金刚石化学沉积（Chemicalvapordeposition,CVD）技术改进了磨削

叠层圆盘电极的制备及旋转电火花加工微结构3子束加工技术成功制备拥有5条切削刃直径为25μm的硬质合金刀具，然后使用该铣刀铣削出宽度为25μm的微通道[13]。图1-2微型车削工具:(a)外径尺寸50μm;(b)外径尺寸25μm通过对微切削加工研究的深入，发现在采用超声振动辅助加工可以减小切削力，延长刀具寿命[14]，但刀具磨损还受到工件材料性能、刀具进给情况、装配条件等多种因素的影响，使得微刀具较易磨损，刀具修形、修刃也需要花费大量时间。1.2.2磨削加工微结构工艺磨削所用砂轮一般为金刚石砂轮，可采用电化学共沉积法制造。当所制作的金刚石砂轮工具边缘厚度小于10μm时很难保证金刚石砂砾均匀分散。另外由于铁和碳原子之间存在天然亲和力，所以金刚石工具一般不能用于模具钢等材料的加工。Chen等学者利用旋转线放电加工技术修整BP-PCD砂轮，成功将砂轮磨边修至5μm（图1-3a）。并采用高速、快速浅磨的方式在NAK80模具钢上制造表面粗糙度Ra为0.01μm，深度为10μm、宽度小于10μm的微沟槽结构（图1-3b）。该方法克服了金刚石加工模具钢的障碍[15]。为了得到更加小型和复杂的磨削工具。图1-3磨削加工微结构:(a)超薄BD-PCD轮式工具;(b)微沟槽Gabler等采用金刚石化学沉积（Chemicalvapordeposition,CVD）技术改进了磨削

【参考文献】：
期刊论文
[1]电火花加工中多材质电极损耗规律的实验研究[J]. 刘宇,王文建,马付建,阎长罡,张生芳.  电加工与模具. 2017(06)
[2]基于高速旋转圆盘电极的深窄槽电火花加工方法[J]. 唐佳静,杨晓冬.  电加工与模具. 2014(01)
[3]微结构光学功能元件模具的超精密磨削加工技术[J]. 赵清亮,郭兵.  机械工程学报. 2011(21)
[4]表面功能结构制造研究进展[J]. 汤勇,周明,韩志武,万珍平.  机械工程学报. 2010(23)
[5]电火花加工中影响电极损耗的因素分析及预防措施[J]. 张晓燕,魏引焕.  制造技术与机床. 2009(03)
[6]磨削加工技术的发展及现状[J]. 赵恒华,王颖.  机械制造与自动化. 2007(02)
[7]激光加工技术的发展[J]. 宋威廉.  激光与红外. 2006(S1)
[8]微切削加工技术[J]. 刘战强,雷原忠.  工具技术. 2006(03)
[9]微细电解加工的精度及定域性研究[J]. 张朝阳,朱荻.  机械科学与技术. 2006(02)
[10]从第14届国际电加工学术会议看电火花加工技术的发展趋势[J]. 曹凤国,翟力军,杨大勇,张勤俭.  电加工与模具. 2004(05)



本文编号：3383182