利用放電進行微細深孔加工
發(fā)布日期:2012-11-18 蘭生客服中心 瀏覽:2599
研究背景
最近,因為電子技術及機械技術等的進步,微傳輸(micron-order)的加工技術變得更形重要。特別是噴墨印刷噴嘴(inkjetprintnozzle)、光纖維(fiber)的連接器(connector)、引擎(engine)用噴嘴(nozzle)、紡系用噴嘴、醫(yī)用機械、感測器部品等的高精度深孔加工更加重要。
一般的微細放電加工,因為受到加工液游離出來的碳(carbon)或無法完全排出之加工屑等的影響,特別是以不鋼為對象時,要進行孔徑5倍以上深度的孔加工是非常困難的。本研究是以水為加工液,利用橫方向的放電加工來進行不綱(SUS304)的深孔(深度為孔徑的15倍以上)加工,進行實用可能性的檢討。
加工原理
1. 利用線割放電研削(WEDG)的電極加工
進行深孔加工用電極的加工時,需要能保持一定長度之精度的軸。
2. 以水為加工液加工
加工液采用高純度的水,不會生成碳及產(chǎn)生電解現(xiàn)象,同時保有絕緣性。
3. 橫方向放電加工
為了使加工時的加工屑及氣泡等有更佳的排出效果,采用水平的加工進行方向,同時在加工孔的入口附近沿著電極對加工液施加少許的壓力。這種方式,可以隨時供應新的純水。
4. 利用電磁力的共振
加工的孔深愈深,則加工液的供給及加工屑的排出都為更加困難。使工作物振動,可以促進加工屑及氣泡的排出。
實驗裝置的概要
圖1 裝置的主要部份構造圖
圖1是加工裝置的主要部份,圖2則是純水精制裝置。加工裝置除了具有水平面X軸及Z軸(主軸)的2個自由度外,主軸也可以旋轉。X工作臺(stage)上固定著wire導引(guide)及工作物裝置臺,在微細電極成形後,就直接移至孔加工。主軸在旋轉電極的情形下,最多可傳送3,5OOum。兩軸都具有加工上必要的輔助傳送機能、決定位置機能、以及接觸感測機能。
純水精制裝置則是利用含有離子交換樹脂的環(huán)(loop)來獲得導電率0.1uS/cm的純水。再以80Oum內(nèi)徑的不綱注射筒用力將水注入電極間及其周邊。
加振器則是將25V的繼電器(relay)分解,以電磁石為作動器(actuator),將工作物裝在上面(圖3)。如圖4所示,50Hz以上時振幅較小。只有在加工狀態(tài)不安定時才進行。短路狀態(tài)的恢復不良視為不安定狀態(tài)。加工回路采用RC回路。
圖2 純水精制裝置 圖3 電磁力的振動器 圖4 加振器的特性
實驗結果
電極加工
以直徑300um的鎢絲為電極素材,加工電壓=80V,在電容器(condenser)容量C=47PF進行端面加工、C=2,2OOpF進行側面粗加工(加工直徑120um、C=lOOpF進行側面整修加工(加工直徑75um)。極性上,wire為(-)被加工電極為(+)。整修加工直徑75um、加工長度3,2OOum時,實質的全加工時間約為40分鐘(長度/電極直徑=40)
孔加工
加工電壓=80V,在電容器容量C=lOOPf,以大約300Orpm來旋轉電極?椎纳疃仍800um以上,放電狀態(tài)不安定時,利用電磁力使工作物振動。極性上,電極為(-)、工作物為(+)。
a. 加工的進行狀況
圖5是孔加工時的電極傳送量經(jīng)時變化。A為末加振時,B為上述加振時的加工狀況。
圖5 直徑75um電極傳送量經(jīng)時變化 圖6 間隙和加振周波數(shù)的關系
b. 加工時間
末振動時,如圖5-A所示,加工深度到達800um時,放電狀態(tài)不安定而無法貫通。即使能貫通,也需花費較多的時間。圖5-B則是在放電狀態(tài)不安定時,利用加振效果,可在大約15分鐘貫穿1.5mmSUS304。
c. 電極長度消耗率
具電極消耗上,在加工而使具電極端面和工作物表面接觸,記錄其位置,加工終止後,再將其和加工孔旁邊的工作物表面接觸,由兩個位置的差來求取長度消耗量。本實驗的消耗長度約為180um,消耗率約為12%。
d. 間隙(側面)
圖6是加振周波數(shù)不同所產(chǎn)生的間隙差異。間隙值較大及有誤差的理由為,如振器的位置偏離、電極周邊集聚的加工屑產(chǎn)生間接放電、電解作用導致對加工面的浸蝕。如圖4所示,周波數(shù)較大而振幅減少時,也會影響特性。
e. 加工孔的形狀
相片1、相片2是以直徑75um電極加工的加工孔相片。
相片1 加工孔入口 相片2 加工孔出口
相片3 直徑75um 電極的外觀 相片4 加工後電極的外觀
結論
本實驗的方法,可以貫通傳統(tǒng)加工無法加工的深孔(1.5mm)。此外,因為加振器的精度較差,孔徑的誤差變大。特別是深孔的時候,長電極的變形等理由,會使孔徑的精度變差,所以必須針對加振器的精度及電極的撓曲進行檢討。
上一篇:振動鉆削有效減小深孔加工中的孔心偏斜誤差
下一篇:大型組焊件鏜孔加工工藝
-
加工發(fā)動機機體的柔性生產(chǎn)線
柔性生產(chǎn)線配置有專用控制系統(tǒng),在生產(chǎn)線上下料工位處設置了自動條碼識別系統(tǒng),柔性加工設備把生產(chǎn)準備輔助時間減少到最短,加工工時比原來縮短了30%左右。 著名的Burkhardt + Weber BW公司,是一個生產(chǎn)大型加
2012-11-18 -
加工發(fā)動機機體的柔性生產(chǎn)線
柔性生產(chǎn)線配置有專用控制系統(tǒng),在生產(chǎn)線上下料工位處設置了自動條碼識別系統(tǒng),柔性加工設備把生產(chǎn)準備輔助時間減少到最短,加工工時比原來縮短了30%左右。 著名的Burkhardt + Weber BW公司,是一個生產(chǎn)大型加
2012-11-18 -
RZ400數(shù)控齒輪磨床
RZ400型CNC連續(xù)展成齒輪磨床著眼于汽車齒輪發(fā)展的未來,保證汽車部件精度的穩(wěn)定性,為磨削工藝提供了新的思路。機床集中了成功品牌的所有特點,即高精度、高穩(wěn)定性及現(xiàn)代化的設計,并為將來預留了足夠的能力來緊跟并且引領市場
2012-11-18 -
TOX®氣液增力缸
TOX®氣液增力缸(1~200t)專利的“軟到位”和“增力自適應”技術及其高效、節(jié)能等特性,可適用于沖裁、打印字號、彎曲成型、壓力裝配及板件沖壓連接等工業(yè)加工。在
2012-11-18