场致射流微细放电加工的机理研究.pdf

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1、《电加工与模具}2014年增刊1设计·研究场致射流微细放电加工的机理研究张亚欧，康小明，许开仙，韩宁，赵万生(上海交通大学机械与动力工程学院，机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：提出了一种利用动态场致射流作为工具电极进行微细放电加工的方法。该方法是利用工件和喷嘴之间的电势差形成高压电场，使喷嘴出口的带电液滴同时受到表面张力和电场力的作用．带电液滴形成泰勒锥。在强电场力作用下，泰勒锥顶端产生一束极微细的电解液射流。当场致射流喷射到工件表面附近时．高压电场击穿射流尖端与工件间的气体介质，产生放电现象，工件表面放电点

2、局部材料因放电所产生的热量而熔融、气化，从而产生材料蚀除。关键词：场致射流；电加工；泰勒锥中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2014)S1—0022—04TheStudyonMechanismofFieldInducedJetMicroEDMZhangYaou，KangXiaoming，XuKaixian，HanNing，ZhaoWansheng(ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thedynamicfieldjeti

3、sproposedasatoolelectrodeofthemicroelectricdischargemachining．Thehighelectricfieldisformedthroughthepotentialbetweentheworkpieeeandthenoz~e，andthechargeddropletsinnozzlearebalancedbythesurfacetensionforceandtheelectricforce，andthentheTaylorconeisformed．Whentheelectri

4、cfieldintensityislargeenough，Taylor’conetipgeneratesabunchofveryfineelectrolytejet，andwhenthejetinjectionisneartheworkpiecesurface，thehighelectricfieldbreakdownthegasmedium，resultinginadischargephenomenon．Thematerialerosiononthelocalsurfaceofthematerialisremovedthrou

5、ghmelting，vaporizationbytheheatoftheelectricaldischarge．Keywords：fieldinducedjet；electricdischargedmachining；TaylorconeMEMS技术的快速发展，使制造技术进一步向nm的盲孔。除此之外，由于放电回路存在散杂电微小化与精细化发展【l-21。而微细电火花加工是一种容，用常规微细放电加工<2m的电蚀坑难度很重要的微细加工技术，与其他微细加工技术相比，大。目前。许多学者在研究采用常规微细电火花进其不受材料硬度限制，可加工导

6、电材料，因此，在行微纳尺度加工的可行性。国枝正典通过电容耦合MEMS中具有较广泛的应用前景。国内外学者针对双极性放电加工来避免杂散电容的负面影响，加工该方法在微纳尺度材料去除加工的可能性、工艺和出了直径<500nm的电蚀坑嘲。赵万生采用单脉冲放机理等方面进行了诸多探索。主要利用扫描探针显电加工的方法．加工出了尖端直径为100nm的钨微镜的定位和加工能力进行微纳放电加工。Ra．电极嘲。曹国辉利用单脉冲放电加工平台，在放电能iurkar等在原子力显微镜下，利用钨探针分别对金量达到10e焦耳级时，加工出了1m的凹坑[71。从和铜涂层工

7、件在不同介质(如：空气、去离子水、油)这些研究发现，无论是采用从亚微米尺度的微细放中进行了放电加工，发现在去离子水及油中，电加电加工向纳米尺度的放电加工逼近方法，还是在扫工能引起材料去除【3】。Malshe等以扫描隧道显微镜描探针显微镜或扫描隧道显微镜下，利用微纳尺度为加工平台，以绝缘油为工作介质。使用铂铱合金的探针作为工具电极进行纳米放电加工，都存在工探针作为工具电极，在金属表面加工出了直径为1O具电极损耗；特别是微纳尺度加工，由于工具电极收稿日期：2013-11-30直径更小．使电极损耗比普通电火花加工大很多，第一作者简介：

8、张亚欧，男，1977年生，助理研究员。最多可达l5％，且加工过程中电极长度和形状改变一22一设计·研究《电加工与模具)2014年增刊1科技论文在线，2o07(3)：214—220．3结论与讨论【2】RajurkarKP，LevyG，MalsheA．Microan