超聲振動(dòng)工作液復(fù)合電火花加工基礎(chǔ)工藝的研究.pdf

1、聚合物微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，主要成型工藝為熱壓成型及注塑成型，其中，具有微尺度結(jié)構(gòu)的模具鑲塊制作是模具制造的關(guān)鍵。除了采用 LIGA、UV-LIGA工藝制作鎳基微結(jié)構(gòu)鑲塊以外，還可利用電火花成形技術(shù)（EDM）在高硬度模具鋼鑲塊上實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)加工，這種方法不僅可以降低微流控芯片模具的制作成本，還可以延長(zhǎng)模具使用壽命。目前，由電加工制作的微結(jié)構(gòu)鑲塊，基本達(dá)到了使用要求，但仍存在由電加工異常放電導(dǎo)致的加工表面質(zhì)量不盡如意等問題。

2、因此，研發(fā)一種提高微尺度結(jié)構(gòu)常規(guī)電火花加工質(zhì)量的方法具有重要意義。
　　為此，為提高模具工件表面加工質(zhì)量，在綜合現(xiàn)有超聲電火花復(fù)合加工方式的基礎(chǔ)上，本文提出了一種新型超聲振動(dòng)電火花工作液的加工方式，將超聲換能器放置于電火花工作液中，在一定超聲作用范圍內(nèi)，通過液體的空化作用，促進(jìn)加工過程中電蝕產(chǎn)物排出，從而減少工件表面存在的不良放電現(xiàn)象，達(dá)到改善表面質(zhì)量的目的。
　　首先，根據(jù)超聲空化作用特點(diǎn)，通過數(shù)值模擬探究超聲參數(shù)（超聲頻

3、率、超聲聲壓幅值）及液體性質(zhì)對(duì)電火花工作液中空化氣泡運(yùn)動(dòng)行為的影響，以空化氣泡產(chǎn)生潰滅為前提，得到可選超聲參數(shù)范圍，為超聲在電火花工作液中的運(yùn)用提供了理論支撐。
　　其次，應(yīng)用上述模擬結(jié)果，利用鋁箔腐蝕法探究超聲作用在電火花工作液中的空化場(chǎng)分布，了解超聲作用在電火花工作液中的衰減規(guī)律，確定了超聲的作用范圍，為后續(xù)超聲振動(dòng)電火花工作液加工試驗(yàn)提供了參考。
　　最后，根據(jù)以上數(shù)值模擬和鋁箔試驗(yàn)的結(jié)果，以NAK80模具鋼為試驗(yàn)對(duì)象