微機(jī)電系統(tǒng)作為最典型的產(chǎn)品微型化和智能化的應(yīng)用,一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。其中,微型構(gòu)件的加工制造是最為核心的技術(shù)難題。微細(xì)電解加工技術(shù)是利用導(dǎo)電金屬在電解液中發(fā)生陽(yáng)極溶解的原理來(lái)對(duì)工件進(jìn)行蝕除加工的一種特種加工方法。采用超短脈沖電解加工技術(shù)可以極大地提高電解加工精度,但其精度會(huì)受到超短脈沖電源的限制。本文提出了新型可控脈沖微細(xì)電解加工技術(shù),能夠?qū)⑽⒓?xì)電解加工精度控制在亞微米級(jí),避免使用昂貴的超短脈沖電源。自行研制高精度、高穩(wěn)定性的三軸微細(xì)電解加工試驗(yàn)平臺(tái)。該試驗(yàn)平臺(tái)包括運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、短路檢測(cè)系統(tǒng)和電源系統(tǒng),完成三維電解銑削加工控制與檢測(cè)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。根據(jù)微細(xì)構(gòu)件加工尺寸小的特點(diǎn)選擇采用靜液加工方式,并對(duì)工件裝夾方式進(jìn)行優(yōu)化。提出一種基于電感的新型可控脈沖微細(xì)電解加工技術(shù)。在脈沖電解加工等效電路的基礎(chǔ)上引入可調(diào)電感,使原來(lái)的一階線性RC等效電路變?yōu)長(zhǎng)RC二階振蕩電路。通過(guò)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立,分析該方法獲得高加工精度的機(jī)理。利用該技術(shù)進(jìn)行二維和三維微結(jié)構(gòu)的電解加工試驗(yàn),得到亞微米級(jí)的加工精度。提出一種基于電容的新型可控脈沖微細(xì)電解加工技術(shù)。在脈沖電解加工等效電路的基礎(chǔ)上引入可調(diào)電容,... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

微型

奇等公司已經(jīng)有比較成熟的微細(xì)電火花加工機(jī)床產(chǎn)品。其中日本松下精機(jī)生產(chǎn)的微細(xì)電火花加工機(jī)床能加工直徑為 5μm 的微孔，代表著這一領(lǐng)域的最高水平。圖1-4a)為日本東京大學(xué)曾澤隆久等人利用微細(xì)電火花加工得到的直徑為5μm的微孔[24]，其工具電極是利用 WEDG 技術(shù)制造的直徑為 2.5μm 的微細(xì)軸。圖 1-4b)為美國(guó)普渡大學(xué)的 Saldana C 等人利用電火花微細(xì)加工技術(shù)加工的微齒輪結(jié)構(gòu)[25]，微齒輪最大直徑為 1.5mm，加工材料為鎳基高溫合金 Inconel718。國(guó)內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)等對(duì)微細(xì)電火花加工做了深入研究，并取得了許多卓有成效的成果。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的禇旭陽(yáng)利用微細(xì)電火花集成加工技術(shù)成功加工出了微型齒輪減速器[26]，其減速器外徑尺寸僅有 1.8mm，厚度為0.8mm

不少學(xué)者開(kāi)始研究雙面掩膜工藝，由工件雙面同時(shí)進(jìn)行腐蝕加工。圖1-9 是在厚度為 125μm 的不銹鋼板上采用掩膜微細(xì)電解加工技術(shù)得到的微孔結(jié)構(gòu)[117]，其中單面掩膜工藝加工出的微孔錐度較大，采用雙面掩膜工藝加工出的微孔側(cè)壁垂直度和表面質(zhì)量較高。a) 單面掩膜工藝 b) 雙面掩膜工藝圖 1-9 掩膜微細(xì)電解加工的微孔Fig.1-9 Micro holes by mask electrochemical micromachining(2)電液流微細(xì)電解加工電液流微細(xì)電解加工是將通電后的高壓電解液經(jīng)電極微孔高速噴射在工件表面，利用高壓電場(chǎng)對(duì)金屬工件溶解去除一種微細(xì)電解加工方法。電液流微細(xì)電解加工所采用的玻璃管電極是其加工的最主要工具。玻璃管電極的直徑?jīng)Q定了電液流微細(xì)電解加工的尺度，其加工微孔的直徑一般為 0.13-1.30mm。若采用陰極不進(jìn)給的方式進(jìn)行電液流的微細(xì)電解加工，加工孔徑將不再受到玻璃管電極直徑的限制，可以加工出孔徑小于 0.1mm 的微孔，但對(duì)加工微孔的深度會(huì)有更大的限制。當(dāng)加工微孔大于0.2mm 時(shí)，一般采用陰極進(jìn)給式加工，可加工出深徑比達(dá) 100:1 的微孔[118-120]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]微細(xì)電解加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 魏曾.  機(jī)械制造. 2018(04)
[4]UV-LIGA工藝誤差對(duì)MEMS萬(wàn)向慣性開(kāi)關(guān)性能的影響[J]. 曹云,席占穩(wěn),王炅,聶偉榮,孔南.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(09)
[5]電鑄技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用綜述[J]. 章勇.  沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]基于應(yīng)變梯度塑性理論的AISI4340微細(xì)銑槽研究[J]. 孟杰,雷貞貞,劉敏.  現(xiàn)代制造工程. 2017(01)
[7]工藝參數(shù)對(duì)微小方孔的微細(xì)電解加工精度的影響[J]. 張長(zhǎng)富,張振羽,徐世玉.  機(jī)床與液壓. 2016(03)
[8]加工電壓對(duì)微細(xì)電解加工凹槽的影響研究[J]. 何宇斌,王冠,黃紅光.  現(xiàn)代制造工程. 2016(01)
[9]折疊波導(dǎo)高頻結(jié)構(gòu)UV-LIGA技術(shù)研究[J]. 馬天軍,孫建海,陳振海,伊福廷,劉濮鯤.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]UV-LIGA工藝制作微注塑模具型腔[J]. 馬雅麗,劉文開(kāi),路學(xué)成,劉沖.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)

博士論文
[1]微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的研究[D]. 禇旭陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]屏蔽模板隨動(dòng)式微細(xì)電鑄技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 曾永彬.南京航空航天大學(xué) 2008

碩士論文
[1]微細(xì)電解銑削加工精度控制問(wèn)題研究[D]. 袁和傳.大連理工大學(xué) 2017
[2]微銑削加工毛刺的形成過(guò)程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 倪海波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3425945