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功能性高硬度材料工件的微加工將同時面對切削工藝的困難、微結構生產制造的高精確度要求以及小范圍部件公差等問題。微機械加工工藝的工業用途主要在生產微結構成型工具，如軋輥、熱成型壓鑄工具和微噴鑄成形件。高度耐磨損工件的微結構除了磨削和激光加工外，微電腐蝕也是一種可能的選擇。它的可用性來源于熱作用原理，即一個接近于無過程力的加工，與材料的機械性能無關。由于可加工任意形狀而且精確度高，微電腐蝕工藝變式特別適宜于加工功能性材料，如高合金鋼、硬金屬和導電陶瓷等。

高度耐磨損工件的微結構除了磨削和激光加工外，微電腐蝕也是一種可能的選擇

微加工用精細發生器

微電腐蝕的概念來源于應用電腐蝕制造微型部件和結構，并且規定了微型制造電腐蝕法變式的工藝和機械技術規范。在微電腐蝕中要加工的結構數量級清楚的低于1mm。由于微型部件和結構的特點是部件體積非常小，加工參數必須符合部件結構的熱負荷極限。所以微電腐蝕的主要特征除了使用微型化的電極外，放電能量都比慣用電腐蝕小，每次放電低于We=100μJ 。

現代化電腐蝕機除了高壓加工用的電控標準發生器外還有精細發生器，即微加工和表面精加工使用的所謂張弛發生器。這種以陰極為基礎的微型發生器可在最小的工作電流Ie=0.1A、放電過程te=50ns時產生最小放電能量We=0.1μJ/每次放電。由此產生的最小電火花隙為s=1.5μm。可能產生的最小結構尺寸低于再生產要求的約15μm。日本研究人員成功地做到了在10μm薄的鋼片上制造直徑為 d=5μm的微小孔。依賴于要生產的結構，研發各種微電腐蝕工藝變式，下面詳細介紹其可能性和極限。

電腐蝕切削(WEDM=Wire Electrcal Discharge Machining) 是微技術當中的一種不固定工藝。通過使用直徑d=20μm以下的特細電焊絲可以產生最小的內徑和低于s=40μm的切割裂隙寬度。考慮到一個放大的切割裂隙，使用多刀工藝，可以將表面粗糙度降到Ra=0.1μm以下。為了保證足夠的機械和熱穩定性，一般使用鎢絲或抗拉強度高于 Rm=2000N/mm2的帶涂層的鋼絲。電極絲的機械和熱穩定性限制了重要結構部件的最高值。

工作裂隙不要同軸沖洗

用微電極腐蝕可以減少甚至完全省卻同軸沖洗工作裂隙。這個措施可以防止電極絲的振動，并且防止因此產生的生產精確度和表面質量的下降。電極絲的使用范圍除了初次結構化外，還包括微型技術產品，如微齒輪箱的齒輪、微創腫瘤外科用部件、特別是成形工具的結構化、微型沖頭和拉模孔。

圖1? 微型齒輪批量生產用電腐蝕制造的沖頭
a－沖頭?? b－微型齒輪

用于批量生產微型技術部件的微型壓鑄和熱沖壓工具的制造(圖2)，目前主要使用帶結構化型材電極微沉降腐蝕。限制生產結構尺寸的往往不是沉降腐蝕過程，而是成型電極的生產，因為焊絲腐蝕、微銑或LIGA-技術從工藝角度來看非常麻煩，材料依賴性強而且很昂貴。除此之外，還很難避免型材電極在手工操作和與工件相關的定中心時出現形位偏差或工件損傷，而且很費時。

圖2? 射流組件熱沖壓用X23CrNi17形件
a－形件?? b－放大的微型射流組件

為了避開型材電極在手工操作和工件定中心時產生障礙，一個方法是要盡可能將更多的電腐蝕工藝方法集合在一臺機床上。這樣不僅降低了空程時間，還避免了因變壓過程而產生的形位偏差。將很多電腐蝕工藝方法集成于一體的一個例子是旋轉工件的電腐蝕鉆孔與焊絲腐蝕組合。電腐蝕精密鉆孔是用旋轉的棒形電極制造旋轉對稱孔和端面的沉降腐蝕特例，并用于工業生產渦輪葉片上的噴油嘴和冷卻孔。

在制造直徑d=50μm以下的小孔時，一般不使用普通棒形電極 。取而代之的是使用電腐蝕修正的符合要求的棒形電極。除了在一個電極塊上進行修正外，還可以使用焊絲腐蝕(WEDD=Wire Electrcal Discharge Dressing)將棒形電極作為工件在一個集成裝入沉降腐蝕設備的焊絲卸載裝置上進行校正。作為棒形電極校正的補充，焊絲腐蝕還可以對旋轉對稱微型部件和成形工具結構化用的盤形電極進行校正。

圖4 ?硬金屬微型焊絲腐蝕的成型工具（a）帶不同的微結構（b和c）

這種新型的工藝變式(CEDG=Cylindrical Electrcal Discharge Grinding)是依賴外圓磨削動力學中在對旋轉工件進行輪廓腐蝕加工時，將旋轉砂輪作為工具電極的原理(圖3)。在這種工藝變式基礎上，兩個旋轉電極之間能夠達到很高的相對速度，從而提高表面質量，尤其能讓大體積部件很好的微結構化。

圖3 ?用旋轉砂輪作為工具電極對旋轉工件進行輪廓腐蝕加工

多種工藝變式可供選擇

另一種旋轉對稱部件結構化工藝變式是用旋轉工件進行微焊絲腐蝕(WEDG= Wire Electrcal Discharge Grinding)。這種工藝變式(圖4)或裝置在有集成旋轉主軸的焊絲腐蝕設備中，或裝置在有集成焊絲卸載裝置(圖3)的沉降腐蝕設備中，類似于WEDD。

第3種工藝變式是帶旋轉工件和固定型材電極的沉降腐蝕(EDT= Electrcal Discharge Turning)。與CEDG相比，EDT程序的工具電極能更加顯著地簡單結構化，便于用這種工藝變式制造形狀更加復雜的微結構。典型的部件實例是微型加壓澆鑄模的微型化拋料銷子、微型沖頭、步進(taketile )測微儀和微機械驅動系統的軸。除此之外，輪廓腐蝕加工用的對稱旋轉的棒形或盤形電極同樣也可以用上述方法進行校正或結構化(圖5)。

圖5 ?微型焊絲腐蝕的棒形電極 ?

用旋轉棒形電極的輪廓腐蝕加工(ED-Milling)為沉降腐蝕提供了可以選擇的工藝變式。它的特點是使用棒形電極幾乎可以根據斷面輪廓銑削制造任意3D形狀。目前可用的棒形電極最小直徑d=50μm。微型輪廓腐蝕與微型沉降腐蝕相比具有特殊的工藝優點，使其特別適用于微表面加工。通過使用適當的輪廓控制算法和磨損補償技術可以制造出非常復雜的復合形狀。工具電極的相對運動導致可比較的很好的沖洗條件，而這個條件又能對效率產生積極的作用，并且能夠達到很高的表面質量。微電輪廓腐蝕的工業應用領域在于生產噴絲嘴和大面積成形工具的結構化，在這些領域里焊絲腐蝕和沉降腐蝕由于對結構大小和電極直徑在機械和技術方面的要求受到了工藝方法的限制。