微齒輪模具的微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，作為MEMS器件中的主要傳動(dòng)和動(dòng)力部件，微齒輪的低成本、高效率、高精度制造成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。微刻蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)/準(zhǔn)LIGA技術(shù)、微切削技術(shù)等由于加工成本昂貴、工藝復(fù)雜、加工材料有限等缺點(diǎn)不能滿(mǎn)足微齒輪當(dāng)前大批量生產(chǎn)的要求，而微擠壓成形技術(shù)加工成本低、工藝比較簡(jiǎn)單，具有實(shí)現(xiàn)微齒輪高效率大批量生產(chǎn)的潛力，但需要單獨(dú)設(shè)計(jì)和制造微齒輪模具，這成為影響其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　本文

2、首先建立了微齒輪漸開(kāi)線數(shù)學(xué)模型，利用UG NX8.0軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，設(shè)計(jì)出一組模數(shù)為0.1mm，齒數(shù)為10的微齒輪模具。為便于實(shí)現(xiàn)微齒輪模具關(guān)鍵部位漸開(kāi)線齒廓的加工軌跡規(guī)劃以及加工間隙補(bǔ)償，提高加工精度，利用UG NX8.0軟件數(shù)控線切割模塊規(guī)劃出加工軌跡，并利用后處理器自動(dòng)生成數(shù)控加工代碼。
　　針對(duì)微齒輪凸模的微細(xì)電火花線切割加工，為提高其加工速度和表面質(zhì)量，進(jìn)行了基于中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)曲面法的微齒輪凸模的微細(xì)電火花線切割

3、高深徑比微結(jié)構(gòu)加工的工藝參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；針對(duì)微齒輪凸模在微細(xì)電火花線切割加工過(guò)程中出現(xiàn)的齒廓不完整問(wèn)題，本文提出微齒輪凸模的微細(xì)電火花線切割二次加工工藝方法，設(shè)計(jì)并研制了用于微齒輪凸模二次裝夾的自定心柔性?shī)A具，配合具體工藝參數(shù)和軌跡規(guī)劃解決了微齒輪凸模微細(xì)電火花線切割加工的齒廓不完整問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了微齒輪凸模齒頂圓直徑為1197.5μm的高精度加工，解決了微齒輪微擠壓成形工藝的高長(zhǎng)徑比凸模的制造難題。
　　針對(duì)高長(zhǎng)徑比微齒輪凹模的

4、難加工問(wèn)題，本文提出微齒輪凹模的微細(xì)電火花線切割加工多次切割工藝。粗加工階段，通過(guò)采用合理加工參數(shù)解決電極絲滯后問(wèn)題同時(shí)保證較高加工速度；精加工階段，通過(guò)研究在0.05Mpa壓縮空氣介質(zhì)中電壓、電容對(duì)表面粗糙度的影響，并與煤油介質(zhì)中比較，確定出合理精加工參數(shù)，利用該加工參數(shù)實(shí)現(xiàn)微齒輪凹模的精加工。經(jīng)過(guò)微細(xì)電火花線切割粗精加工工藝后，加工出微齒輪凹模齒頂圓直徑為1210.5μm、表面粗糙度Ra為0.52μm。
　　在微擠壓成形機(jī)床上