本文關(guān)鍵詞：微三維模具微細(xì)電火花銑削技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 微細(xì)電火花加工 微模具 熱壓成型 表面粗糙度 直線度

【摘要】：微注塑及微熱壓制品精度好,成型效率高,在電子、航空航天、生物科技及精密儀器等領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用。微模具作為微塑成型的關(guān)鍵,因模具結(jié)構(gòu)微小,尺寸精度及表面質(zhì)量要求高,LIGA技術(shù)、微銑削加工技術(shù)、微細(xì)電化學(xué)加工技術(shù)、微細(xì)電火花加工技術(shù)等先進(jìn)制造工藝被應(yīng)用到微型模具的加工中。微細(xì)電火花銑削技術(shù)作為一種非接觸式、工具工件間無宏觀作用力的三維加工技術(shù),在微模具的加工領(lǐng)域顯示出了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和潛力。利用簡(jiǎn)單形狀的工具電極,采用端面放電的方式,由數(shù)控系統(tǒng)控制工具作軌跡運(yùn)動(dòng),從而可在任何導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料上加工出任意復(fù)雜的三維微結(jié)構(gòu)。針對(duì)微細(xì)電火花銑削技術(shù)在熱塑成型微模具加工中的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用,本文對(duì)微細(xì)電火花銑削加工微模具技術(shù)進(jìn)行了研究。采用LabVIEW編寫了微細(xì)電火花加工控制程序,包括工具電極的制備、間隙電壓的采集、銑削加工的伺服控制以及x-y-z移動(dòng)軸位置存儲(chǔ)。分層厚度直接影響微細(xì)電火花銑削加工微模具的加工效率及表面粗糙度。為了合理的規(guī)劃微細(xì)電火花銑削加工的分層厚度,提高加工效率,本文著重研究了分層厚度對(duì)微細(xì)電火花加工的模具型腔及相應(yīng)熱壓成型制品表面粗糙度的影響,同時(shí)分析了熱壓成型制品表面與微模具型腔表面之間的關(guān)系,以及熱壓前、后微模具型腔表面輪廓的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)電極軌跡重疊率一定時(shí),模具型腔底面表面粗糙度隨分層厚度的增加而增大；分層厚度對(duì)型腔側(cè)壁表面粗糙度沒有明顯影響；熱壓制品表面輪廓算術(shù)平均偏差Ra要小于模具型腔表面輪廓算術(shù)平均偏差＆；熱壓后,模具表面輪廓發(fā)生了變化,粗糙度參數(shù)＆和峰高Rpk減小,峰谷Rvk增大。本文也對(duì)微細(xì)電火花銑削質(zhì)量進(jìn)行了研究,為微模具的高精度成型奠定了基礎(chǔ)。采用多層厚組合加工的方式加工了系列微模具,有效的提高微模具底面表面質(zhì)量,其底面粗糙度值凡、Rpk隨分層厚度的變化趨勢(shì)趨于平緩,可以同時(shí)滿足加工質(zhì)量和效率的要求。以直線度誤差評(píng)價(jià)不同分層厚度下,微模具側(cè)壁表面輪廓的形狀誤差,并進(jìn)行了對(duì)比及分析。針對(duì)微模具X、Y向的尺寸誤差,分析了側(cè)壁結(jié)構(gòu)對(duì)電火花銑削加工放電狀態(tài)的影響,通過刀具軌跡、工具及工件實(shí)際尺寸反求出X、Y向的實(shí)際放電間隙,得到具有45°、60°側(cè)壁結(jié)構(gòu)的X向放電間隙均值為O.1μm,具有垂直底面的側(cè)壁結(jié)構(gòu)的Y向的實(shí)際放電間隙均值為5.1¨m。此外,本文基于微細(xì)電火花銑削加工的底面輪廓模型,利用matlab仿真了工具相對(duì)體積損耗率對(duì)底面輪廓的影響,以及當(dāng)損耗率存在誤差及變化時(shí),工具電極直徑、分層厚度的選取對(duì)加工輪廓的影響。
【關(guān)鍵詞】：微細(xì)電火花加工 微模具 熱壓成型 表面粗糙度 直線度
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG661;TG54
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 課題來源11
• 1.2 課題研究背景11-12
• 1.3 微細(xì)電火花加工技術(shù)概述12-15
• 1.3.1 微細(xì)電火花加工原理12-13
• 1.3.2 微細(xì)電火花加工的特點(diǎn)及應(yīng)用13-15
• 1.4 微細(xì)電火花三維銑削15-20
• 1.4.1 微三維結(jié)構(gòu)的微細(xì)電火花加工技術(shù)15-16
• 1.4.2 微細(xì)電火花銑削技術(shù)的應(yīng)用16-17
• 1.4.3 微細(xì)電火花加工電極損耗的補(bǔ)償策略17-19
• 1.4.4 微細(xì)電火花銑削加工工藝研究19-20
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 2 微細(xì)電火花加工平臺(tái)及控制系統(tǒng)21-33
• 2.1 微細(xì)電火花加工平臺(tái)21-26
• 2.1.1 伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22
• 2.1.2 WEDG單元22-23
• 2.1.3 工具夾具及主軸系統(tǒng)23-24
• 2.1.4 RC脈沖電源及放電狀態(tài)檢測(cè)電路24-25
• 2.1.5 在線觀測(cè)及精密測(cè)量設(shè)備25-26
• 2.2 微細(xì)電火花加工裝置的軟件控制系統(tǒng)26-31
• 2.2.1 控制程序的總體框架26-28
• 2.2.2 微細(xì)電火花三維銑削控制模塊28-31
• 2.3 主軸夾持裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)31-33
• 3 分層厚度對(duì)微模具及熱壓制品粗糙度的影響33-55
• 3.1 微模具的微細(xì)電火花銑削加工33-38
• 3.1.1 模具型腔的設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.2 數(shù)控銑削代碼生成34-35
• 3.1.3 微細(xì)電火花銑削參數(shù)35-36
• 3.1.4 微模具加工結(jié)果36-38
• 3.2 熱壓成型38-43
• 3.2.1 熱壓成型材料選擇38-39
• 3.2.2 熱壓成型設(shè)備39
• 3.2.3 熱壓成型過程39-41
• 3.2.4 制品成型結(jié)果41-43
• 3.3 熱壓制品與微模具型腔表面關(guān)系分析43-50
• 3.3.1 表面粗糙度評(píng)定參數(shù)選取43-44
• 3.3.2 制品與模具底面表面輪廓分析44-47
• 3.3.3 模具及制品側(cè)壁表面輪廓分析47-50
• 3.4 結(jié)果分析50-54
• 3.4.1 分層厚度對(duì)模具底面及制品相應(yīng)表面輪廓的影響50-51
• 3.4.2 分層厚度對(duì)模具及制品側(cè)壁表面輪廓的影響51
• 3.4.3 熱壓中模具表面輪廓的變化分析51-52
• 3.4.4 制品表面輪廓與模具表面輪廓關(guān)系分析52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 微細(xì)電火花銑削加工質(zhì)量研究55-79
• 4.1 微細(xì)電火花銑削加工分層策略55-62
• 4.1.1 微模具設(shè)計(jì)及加工55-57
• 4.1.2 微模具表面粗糙度分析57-62
• 4.2 微模具側(cè)壁表面輪廓分析62-70
• 4.2.1 微模具側(cè)壁表面輪廓提取62-64
• 4.2.2 側(cè)壁表面輪廓直線度誤差64-67
• 4.2.3 結(jié)果分析67-70
• 4.3 微模具尺寸誤差分析70-79
• 4.3.1 微模具X、Y向尺寸誤差70-71
• 4.3.2 微模具的設(shè)計(jì)及加工71-73
• 4.3.3 X向尺寸誤差分析73-76
• 4.3.4 Y向尺寸誤差分析76-78
• 4.3.5 結(jié)果分析78-79
• 5 微細(xì)電火花銑削工件底面輪廓仿真79-85
• 5.1 微細(xì)電火花銑削加工輪廓模型79-80
• 5.2 底面輪廓的仿真80-85
• 5.2.1 工具相對(duì)體積損耗率對(duì)底面輪廓的影響80-82
• 5.2.2 工具直徑、分層厚度對(duì)底面輪廓的影響82-85
• 結(jié)論85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況91-92
• 致謝92-93

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