“微電火花”加工常見難題解析

微電火花腐蝕加工作業(yè)時，微電極的加工非常繁瑣。在加工凹腔時，例如沖壓模具或注塑模具中的型腔時，長期以來一直采用的是電火花腐蝕加工工藝。然而這種方法在加工微型工件時會因微電極的制造而引起一系列的經(jīng)濟的和技術(shù)上的困難。利用微型銑刀或LIGA技術(shù)加工微型成型電極非常困難，往往與電極的材料有關(guān)，而且費用也很高。另外，這樣制成的成型電極也不易接近工件，耗費的時間很長，很有可能出現(xiàn)定位錯誤或者損傷微型成型電極或微型工件。

一種可以解決這一難題的微型腔加工工藝方法是所謂的微軌跡腐蝕工藝技術(shù)，是利用圓柱形微電極（ED－Milling），按運動軌跡逐步“電火花腐蝕”加工出微小型腔的工藝方法。在這種微軌跡電火花腐蝕加工中，所用的電極是圓柱形的桿式電極，而不是與微型型腔輪廓相同的成型電極，其電火花腐蝕過程可與端銑刀成型銑削相比較，最終加工出三維的型腔。與微電火花腐蝕加工相比，ED－Milling方法更適合在微型電腐蝕加工領(lǐng)域中使用。利用合適的五坐標數(shù)控系統(tǒng)，即帶有進給速度調(diào)節(jié)，又帶有電機磨損補償?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，可以加工出幾何精度非常高的微型工件。由于微型電極的相對運動和“開放式”的微型型腔與傳統(tǒng)的電火花腐蝕加工技術(shù)相比有著很好的清理排屑作用，從而提高了微型電極的切削效率，又可以延長微型電極的使用壽命，對提高微型型腔的表面質(zhì)量又有著積極的作用。另外，由于采用了圓柱形的微電極，又減少了電極的制作費用。雖然人們采用ED－Milling微加工工藝技術(shù)的經(jīng)驗還不多，尤其是在工業(yè)化大生產(chǎn)中的實際應(yīng)用經(jīng)驗，但是許多研究單位都在這方面下大氣力進行研究，例如準備生產(chǎn)與這種工藝技術(shù)配套的CAM系統(tǒng)。

微加工的另一個要求是：必須能保證幾微米小的加工公差。由這一要求引出的是對微電火花腐蝕加工機床的一系列技術(shù)要求：要求驅(qū)動系統(tǒng)具有很高的定位精度；高解析度的位置測量系統(tǒng)；無振動的機床床身系統(tǒng)以及很高的長時間熱穩(wěn)定性能。現(xiàn)代化的微電火花腐蝕加工機床和微線切割機床可以實現(xiàn)的定位精度為±2μm。瑞士的電火花加工機床生產(chǎn)廠商Agie研制了一種面向未來的臺式微電火花腐蝕加工機床，采用了并行聯(lián)接的機械轉(zhuǎn)向節(jié)和Voice－Coil 電機，它的定位精度達到了納米級。