1 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁 大连 116024
2 三菱电机 大连理工大学 电加工技术中心,辽宁 大连 116024
针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题,提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象,选用NAK80模具钢为型腔材料,铜钨合金(W75%)为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量,对复杂微凸起结构进行分解,形成2组4工位组合电极;采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后, 利用制备好的多工位组合电极,采用变换工位代替更换电极的加工方式,通过精密电火花成形,依次完成粗、半精与精加工。结果表明:加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好,宽度、高度误差在3 μm以内,根部圆角在15 μm以内,可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。
微凹槽结构 微尺度型腔 多工位组合电极 高速铣削 去毛刺 电火花成形 micro groove structure micro cavity multi-station combination electrode High Speed Machining(HSM) deburring Electrical Discharge Machining(EDM) 光学 精密工程
2015, 23(12): 3371
1 南京工程学院 机械学院, 江苏 南京 211167
2 南京航空航天大学 机电学院, 江苏 南京 210016
采用聚晶金刚石刀具(PCD), 以600~1200 m/min速度对SiCp/2009Al复合材料进行了高速铣削试验, 研究了铣削时PCD刀具的磨损机理。使用扫描电镜(SEM)观察加工材料表面和刀具前/后刀面磨损带, X射线衍射仪分析已加工表面物相, 并使用能谱(EDS)和激光拉曼谱对后刀面磨损带进行元素分析。结果表明, 增强颗粒碳化硅的高频刻划和冲击是导致刀具晶粒脱落、磨粒磨损、崩刃、剥落的主要机制, 切削高体积分数增强铝基复合材料、经热处理的复合材料或使用更高的切削速度时, PCD刀具会产生明显微裂纹。另外, 增强颗粒体积分数是影响PCD刀具磨损的最显著因素, 增强颗粒尺寸、工件材料热处理状态、刀具材料晶粒尺寸和冷却条件对刀具磨损均有显著影响。PCD刀具刀的寿命在70~240 min之间。结论认为, 增强颗粒机械冲击、切削振动和热冲击的综合作用是刀具产生微裂纹的主要原因。在高速铣削时的高温、高压下, 工件材料中的铝元素和铜元素会向刀具有一定程度的扩散, PCD刀具在铜元素的催化作用下会发生轻微的石墨化磨损。
颗粒增强铝基复合材料 高速铣削 聚晶金刚石刀具 磨损形态 磨损机理 particulate reinforced aluminum matrix composite high-speed milling Polycrystal Diamond(PCD) tool wear pattern wear mechanism 光学 精密工程
2011, 19(12): 2907