微细电火花五轴数控系统与其加工试验分析

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2、国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：翌碧导师签名：固星乏堑日期：2受旦冱：主：Z笪日期：：迦墨：主：兰f第1章绪论数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或一台以上的机械设备进行控制的一门技术，简称NC(NumericalContr01)．数控技术综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制

3、等学科的最新成就，是机械设备实现自动化的一种重要形式。电火花加工技术是1943年由前苏联科学家扎连科夫妇发明的，由于其独特的加工优势，使得电火花加工得以广泛应用起来。同时由于电火花加工的独特性，电火花加工机床的数控系统相对于普通机加工机床来说也会有一些特殊之处。本章将重点介绍一下电火花加工技术的发展概况和未来的发展趋势，另外针对数控技术的发展历史和发展趋势作一下说明，最后着重介绍一下本课题的课题背景。1．1电火花加工概述及发展趋势电火花加工(ElectricalDischargeMachining，简称EDM)是基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行加工的，又称为

4、放电加工、电蚀加工、电脉冲加工等，是一种利用电、热能量进行加工的方法。进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中。当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹。因每秒有上万次脉冲放电作用，因此能蚀除较多的金属。要实现电火花加工过程，机床必须具备五个要素，即：脉冲电源，机械部分和自动控制系统，

5、工作液过滤与循环系统。按电极和工件相对运动方式和用途的不同，电火花加工大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类Ⅲ。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属于表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上以电火花穿孔成形加工和电火花线切割加工应用最为广泛瞳1。电火花线切割加工(WireCutEDM简称WEDM)是在电火花加工基础上于20世纪50年代末最早在前苏联发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火

6、花线切割，有时简称线切割。它已获得广泛利用，目前国内外的线切割机床已占电加工机床的60％以上。‘自1943年拉扎连科夫妇发明了电火花加工法，在以后不到十年的时间里，世界上工业比较发达的国家都相继研制成了电火花穿孔机床(基本都是采用RC弛张式脉冲电源)。20世纪60年代起，人们开始利用电火花加工在化纤喷丝板上进行微细孔的加工试验，并获得成功。随后电火花加工也逐步在光导纤维联接器微细孔、喷墨打印机的出墨嘴、原子反应器控制阀的微细孔等微细孔类及轴类零件加工中得到应用。90年代后，随着微机电系统(MEMS)技术的蓬勃兴起和现代电力电子技术的发展，尤其是线电极电火花磨削(WireE

7、lectricDischargeGrinding，WEDG)技术的逐步成熟与应用，成功的解决了微细电极的在线制作，使得微细电火花加工(micro-EDM)技术进入了实用化阶段，一些国际著名的电加工机床生产厂家相继推出了商品化的微细电火花加工机床。如日本牧野公司采用电火花车削得到020“m、长500pm的电极，加工出直径为32．6"--33．O“m的小孔，工件为硬质合金，厚70pm，加工时间3min，电极车削时间9min，微精电源MF4就安装在主轴旁，电缆线很短。目前，瑞士、荷兰、日本以及美国等国家在研究及应用电火花微细加工工艺