超聲振動工作液復合電火花加工基礎工藝的研究.pdf

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

2、因此，研發(fā)一種提高微尺度結構常規(guī)電火花加工質量的方法具有重要意義。
　　為此，為提高模具工件表面加工質量，在綜合現(xiàn)有超聲電火花復合加工方式的基礎上，本文提出了一種新型超聲振動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，通過液體的空化作用，促進加工過程中電蝕產(chǎn)物排出，從而減少工件表面存在的不良放電現(xiàn)象，達到改善表面質量的目的。
　　首先，根據(jù)超聲空化作用特點，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）及液體性質對電火花工作液中空化氣泡運動行為的影響，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用提供了理論支撐。
　　其次，應用上述模擬結果，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)超聲振動電火花工作液加工試驗提供了參考。
　　最后，根據(jù)以上數(shù)值模擬和鋁箔試驗的結果，以NAK80模具鋼為試驗對象