[發明專利]微細電火花加工用復合電極

無效

• 申請號: 200810011002.5
• 申請日: 2008-04-11
• 公開（公告）號: CN101259548A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 王元剛;趙福令;王津
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23H1/04
• 分類號: B23H1/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于特種加工和微細加工技術領域，涉及一種特種加工用復合電極，尤其涉及到微細電火花深孔和三維銑削加工用的復合電極。

背景技術

隨著工業微細化和精密化的發展，微型深孔和微型三維結構的加工成為高技術含量的發展方向，比如打印機噴墨孔、發動機噴油嘴以及MESM中的微噴、微泵等微細結構。這類微細結構采用精密機械加工工藝存在加工精度難保證、加工效率低下、復雜形狀加工困難等缺點；在特種加工中，電子束和離子束加工需要在真空條件下進行，在實際應用中有局限性；激光加工的形狀精度和表面光潔度通常較差；LIGA加工需要同步光源，且價格昂貴等，微細電火花加工過程中因無接觸應力、只要控制電極的尺寸就能實現相應的形狀加工要求，受到國內外廣泛重視。現在國內外工業和科研領域普遍使用的是用均勻材料在線制作或者成形電極，從電火花加工的放電機理可知電極損耗不可避免，尤其是由于尖端容易放電的原因在電極端面邊緣位置的損耗更為嚴重；持續的放電加工導致電極形狀發生很大變化，最終被加工工件失去精度；特別是在微細電火花三維銑削加工中，由于電極損耗，實際加工形狀跟理想的形狀相差很大。即便用高硬度、高熔點材料制作電極能在一定程度上改善電極損耗，但不能從根本上克服均勻材料所帶來的缺陷。

現公開如下三類專利技術和方法：

第一，如專利文獻1、4所述，其電極截面為非圓形，相當于在電極與工件之間的放電間隙增加了導液排屑空間，使得加工穩定性好，因此被加工孔結構的錐度小、精度高。

第二，如專利文獻2、3，采用計算機控制模塊來檢測電極體積損耗率并根據實際情況調整電極三維運動軌跡來補償電極損耗，以及學術論文1、2所采用定量補償、分層補償、提出均勻損耗等在電極長度方向上的補償方法，均在實驗中得到較明顯的改進效果。

第三，如專利文獻5是在線切割用電極的表面涂銀來實現高的導電以及導熱性能，以提高工件切割質量。

專利文獻1：(中國)公開號CN2363821

專利文獻2：(美國)公開號US5354961

專利文獻3：(美國)公開號US4345131

專利文獻4：(中國)公開號CN101108433

專利文獻5：(中國)公開號CN1060805

學術論文1：趙萬生，李志勇，王振龍等.微三維結構電火花銑削關鍵技術研究.微細加工技術，2003(3)：49-55.

學術論文2：Z.Y.Yu，T.Masuzawa，M.Fujino.Micro-EDM?forThree-Dimensional?Cavities-Development?of?Uniform?Wear?Method.CIRP?Annals-Manufacturing?Technology，1998，47(1)：169-172

專利文獻1～5所述的技術和方法從本質上講還是均勻材料電極，在電極棱邊等電場集中部位的損耗沒有得到改善。只不過專利文獻1～4所述的技術因為排屑方便或者跟其他加工方法復合使得加工質量有所提高；但，專利文獻1、4所述電極結構的復雜性決定了其在加工微細尺寸的結構時電極制造的難度。

另外專利文獻2、3以及學術論文1、2因電極損耗速度受工件、電極材料，工藝參數以及放電狀態的變化而變化，所以，如何把損耗狀態實時反饋到加工控制系統中并對電極補償是該技術的難點，而且上述方法只考慮到電極長度的補償沒有考慮電極形狀的變化。

專利文獻5所應用的領域是電火花線切割加工中，其目的是保證電極側面良好的導電性能，從原理上講，其本質不是利用材料之間的耐電蝕性能差異而是利用高導電性能來改善加工質量的，并且，銀的熔點不到1000攝氏度，該技術應用到微細電火花加工中反而加大了電極形狀的變化。

發明內容

本發明的目的是提供一種微細電火花加工用復合電極，該復合電極的側面和端面邊緣具有高抗電蝕特性，在電火花加工過程中實現電極端面均勻損耗的效果。

本發明的技術方案是借助電化學沉積工藝在電極基體上沉積一層含有難熔顆粒的材料，主要包括：在微細電火花加工機床上在線制作電極或裝卡已經準備好的電極作為電極基體；配置實施除油、浸蝕以及電化學沉積等工藝所用的工作液；對電極基體、對應陰極以及添加顆粒表面進行除油、浸蝕、活化等必要的電化學沉積前技術處理；在電極基體表面上電化學沉積一層厚度為微米級的復合材料；去除電極端面沉積材料層，得到所需要的復合電極。