復型技術(shù)基礎上的微型或小型零件的大規(guī)模生產(chǎn)越來越多酷麦，如熱壓成型甚负，微注射成型，塊體成型。這些技術(shù)主要依靠高溫并在加工工具上加載麻掸，尤其是對整體的微小產(chǎn)品更實用酥夭。本文對應用微電火花加工技術(shù)在微/小型模具制造領域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀提出了一些觀點。

　　關鍵詞：微制造脊奋；微電火花加工采郎；模具制造

　　微電火花加工（μ-EDM）是應用電火花加工技術(shù)制造微型和小型零件和結(jié)構(gòu)件。也就是采用加工技術(shù)和機床滿足微型產(chǎn)品生產(chǎn)的需求[1-3]狂魔，其次是工具電極的小型化蒜埋，對比傳統(tǒng)的電火花加工，單放電能量可減小到小于We =100μJ∽羁現(xiàn)代機床一般使用靜態(tài)脈沖發(fā)電機整份，它能產(chǎn)生低于1A的放電電流、近似正交的脈沖和0.2秒的放電時間籽孙，因此產(chǎn)生一個最小放電能量大約在We =5μJ烈评。

　　進一步減少放電量是受電器元件和整流率限制的。因此犯建，使用有10Pf電容的張弛振蕩器该捎，在放電電流100mA時，能夠產(chǎn)生只有40 ns脈沖持續(xù)時間的脈沖张相。在最小放電量We =0.1μJ時枝扭，單次放電造成非常小的材料損失，弧坑半徑小于2.5μm蝗腻，孵钱，形成一個極小的帶寬，帶寬范圍從SL=1.5到5μm拓币。為了得到適宜的材料去除率昏滔，保證加工的經(jīng)濟性，必須使用能夠產(chǎn)生非常高的脈沖頻率的火花發(fā)生器琳宽。因此最新的微放電加工發(fā)生器能產(chǎn)生fp達到10MHz[4]的脈沖頻率挫肆。微型電器加工的另一個重要的特點是電極的反向極性。由于傳統(tǒng)的長脈寬電火花加工極性的作用泛邮，通常是工具電極陽極充電去增大材料去除率料离，以減少電極磨損。微電火花加工時脈寬短锭汛，必然因為有熱量和構(gòu)件的機械穩(wěn)定性的限制笨奠，這一效應正好相反，因此在微放電加工中唤殴，工具電極通常陰極充電般婆。

　　根據(jù)被加工件的幾何形狀到腥，微放電加工采用不同加工變量。下面介紹這些加工方法的可能性和局限性蔚袍。

　　1 微絲電子放電加工

　　微絲電子放電加工（電火花線切割機）的特點是應用直徑較小的電極導線乡范。為了加工最小的切割寬度或者內(nèi)角，導線的直徑dW= 0.1mm到dW=0.02mm啤咽。這種方法是最常用的直接生產(chǎn)微型機械裝置和微型沖壓工具的方法晋辆。為了保證足夠的熱和機械穩(wěn)定性，通常導線電極使用鎢或拉伸強度在2000n/mm以上的鍍層鋼宇整。另外瓶佳，導線電極熱和機械穩(wěn)定性限制了可加工構(gòu)件的高度，也就是當使用直徑dW=0.03導線電極時允許的最大工件的高度大約在5mm鳞青。

　　由于金屬絲電極只能在一定范圍內(nèi)進行機械預拉伸霸饲，那么金屬絲的振動就很容易導致加工精度或表面質(zhì)量不夠，因此键先，應減少裂口的公軸沖洗甚至應完全避免置芋，將高精度加工系統(tǒng)和超水平電火花發(fā)生器相結(jié)合，在加工精度±0.001mm和大于100比率之間完成最小裂縫寬度0.04mm牺道，構(gòu)件寬度15um時能夠利用金屬絲電導加工方法反復加工栋湃，表面粗糙度小于Ra = 0.1um的僅可能采用精整技術(shù)，因為它只有一個相對較高的釋放能量的切口和一些減少釋放能量的連續(xù)整齊的切口颈顽。

　　2 顯微壓滲

　　用顯微電極進行顯微壓滲主要用于制備進行微注射鑄牟＃或熱雕刻，此法可復制大量微小機械部件受卒，所獲得的構(gòu)件的尺寸不僅受腐蝕方法的限制而且受到電極的設計和制造的限制光拥。時下，不同的顯微加工技術(shù)像EDM顯微模具筋蝴，電極制造，甚至LIGA技術(shù)被用來生產(chǎn)成型電極窄忱，與傳統(tǒng)的電火花壓滲相比岛涝，尤其使用松弛發(fā)生器時，相對磨損能達到30%以上糟秘，因此简逮，盡管在耐火材料像鎢銅或者硬質(zhì)合金基礎上的高耐磨復合物都難于加工，但很適合進行顯微電火花壓滲尿赚∩⑹總之，由于尺寸小凌净，電極沖洗不太可能悲龟，傳統(tǒng)的沖洗辦法不能應用在顯微沖壓模型EDM中屋讶。加之極小的裂口寬度，惡劣的沖洗條件對進給控制要求特別高须教。

　　3 顯微電導鉆孔

　　為了旋轉(zhuǎn)加工對稱鉆孔和通孔而使用旋轉(zhuǎn)軸銷電極是電火花加工壓滲技術(shù)的一個特例皿渗。這個所謂顯微電導鉆孔被廣泛應用在加工注射噴嘴和為微絲電火花加工開孔。由于軸銷電極最小電極直徑小于25um轻腺，尤其可用在電極生產(chǎn)乐疆、電極處理和電極定位上。為確保足夠的機械穩(wěn)定性和耐磨性能贬养，使用硬質(zhì)合金挤土、鎢或者鎢銅等作主導材料。

　　為提高沖洗和園整度郎博，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度應在2000轉(zhuǎn)/min以上传撰。通過CFD技術(shù)研究和大量模擬顯示，僅靠電極旋轉(zhuǎn)沖洗縫隙僅能在一定范圍改善加工的穩(wěn)定性呛产。僅僅一個疊加的進給過程中的平移振動就能有效地將裂口中碎片去除掉距搂。利用這種技術(shù)可以加工成型系數(shù)為50的孔洞

　　4 微電火花造型

　　例如應用在平面展臺的玻璃壓花過程中的帶有各種顯微組織的大型模具，由于其尺寸要求治勒，不能利用導線電火花加工或壓滲進行加工恰磷。其工作面過高限制了微電火花加工中電極熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，或者由于沖洗效果差和大的活潑電極表面所引起的加工過程不穩(wěn)定而使外廓尺寸可以允許使用壓滲電極路倔。作為一種選擇熏屎，顯微電導造型可以在旋轉(zhuǎn)工作電極和工件之間進行單路徑控制、大量軸線進給逮赋。這種幾何單旋轉(zhuǎn)電極的使用明顯地降低了電極生產(chǎn)浪費和成本京嗽。而且可以使用商用電極或者通過電火花打磨加工電極。就像在電火花鉆孔中使用耐磨材料一樣卓奄。綜上墨叛，在路徑控制運動中根據(jù)校正算法通過接入技術(shù)來補償電極磨損。由于電極的相對運動和敞口造型模蜡，與電導鉆孔相比漠趁，電火花沖洗不是很關鍵。由于沒有上述提到的局限性忍疾，與電火花顯微刻模和金屬絲電導加工相比闯传，造型的復雜性相對較高。由于至今沒有可行的粗軋和精加工的技術(shù)標準卤妒，可以承認顯微造型獲得的表面質(zhì)量與其它顯微電導加工方法相比較低甥绿。

　　顯微電導造型的兩個不同的變量是可以進行區(qū)別的。當旋轉(zhuǎn)盤電極的路徑控制運動與電火花加工進給過程重疊時则披，可以加工直線共缕。這種運動學接近蠕變進給摩擦洗出，這種方法叫顯微電導摩擦(ｕ-EDG)。電極盤剖面形成槽鋼截面骄呼，在成型系數(shù)為15時共苛，可加工的最小槽寬為50um。對生產(chǎn)穩(wěn)定性做了一系列的技術(shù)調(diào)查研究蜓萄，尤其是對像在顯微射流應用中一樣的微槽成型工具的加工中[5-6]氢莫。如果工件造型是通過旋轉(zhuǎn)銷軸電極進行加工的，這個過程叫做顯微電火花銑磨秤慌。它幾乎可以用作生產(chǎn)任何三維尺寸的構(gòu)件[7]邦擎，通過銷軸電極尺寸和缺口寬度可以確定構(gòu)件的最小尺寸。目前式涝，可以使用通過電火花打磨加工的最小直徑0.1mm的銷軸式電極僧逞，因此，適當?shù)穆窂娇刂七\算法則图汪、進給控制方法和磨損補償技術(shù)的發(fā)展是目前調(diào)查研究的核心杏蟋。

　　5 顯微電導壓鑄

　　電導鉆孔和電導銑磨的先決條件是幾何定義電極的可行性。因為電極造型和電極夾具偏離與真正運行精度有關讳汇，而使用這種電導壓鑄技術(shù)直接生產(chǎn)電極可以避免這個問題震崎，

　　可以使用硬質(zhì)合金塊進行電導壓鑄，在旋轉(zhuǎn)電極上使電極極點交換倒置形成磨損枪第。使用這種技術(shù)汉锡，可以減少壓鑄時間，因為接觸區(qū)域較大并且有較高的電導能量兜蠕。另一方面扰肌，復雜剖面的電極不可使用這種技術(shù)加工。而可供選擇的方法是金屬電導摩擦熊杨，也就是通過旋轉(zhuǎn)電極在無線圈金屬電極上來加工曙旭。這種技術(shù)與大塊電極相比，缺點是金屬絲電極產(chǎn)生有限的熱穩(wěn)定性和加工穩(wěn)定性而使電導能量較小猴凹。接觸面積小也會導致壓鑄速度較低夷狰，因此，普遍使用多步壓鑄方法郊霎。首先，用硬質(zhì)合金大塊電極用于進行粗磨爷绘，其次书劝，通過無線圈金屬絲電極進行電極成形。目前土至，用這種技術(shù)可以加工最小直徑為20um 的成型系數(shù)（高寬比）為30的銷軸式電極购对，相似的技術(shù)也可以用來生產(chǎn)形成微小圓柱件成型工具猾昆。

　　6 結(jié)合語

　　本文研究了各種微電火花加工方法。主要研究的是它的實際運用部分协包，而不是理論研究帅珍。結(jié)果表明，微電火花加工是一個非常具有潛力的加工技術(shù)幔憋，尤其對微型件復制的小型模具的加工司报。

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