文档介绍：微孔结构的加工
制造二班陈祥
目录

①涡轮叶片
②喷丝板
③飞秒激光微孔加工
根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义,孔径小于2纳米的称为微孔。通常形容一些催化剂的孔径。
微细加工, 据认为凡是工件上拥有狭缝宽度或直径<、沟槽、型腔等方面的加工皆称作微细加工。就孔径而言,由于行业与加工对象不同,微孔的概念也不尽相同。
微孔的定义
1.
微孔结构的加工方法
微孔加工比较难,尤其是加工直径在1mm以下的微孔加工,其难度就是非常的大。但是有好多机械产品上都有这种微孔结构。比如油泵、油嘴,水刀、模具,等等,都会用到微孔加工。
微孔器件的加工方法有:钻孔、磨孔、电火花打孔、激光打孔、超声波打孔等。
2.
①涡轮叶片
涡轮叶片打孔的主流方法是高速电火花加工。
电火花加工是基于正负电极间脉冲放电时电腐蚀现象对材料进行加工的特种加工技术。
它与其他加工技术相比有以下特点: 可加工任何导电材料,不受工件材料硬度的限制、可在斜面上加工出不同形状的微孔、加工过程中无切削力。而电火花微细加工中,由于排屑困难,电极相对损耗较大,而微细电极的制备又十分困难,使得其加工效率低,加工精度一致性差。
电极成型方法:(WEDG)
微孔器件加工工艺实例
3.
WEDG的加工原理如图 1 所示。加工过程中,线电极沿导向器槽缓慢连续移动,移动速度一般为5 -10 mm/ min。金属丝的单向移动,使得在加工过程中, 不必考虑工具电极损耗所带来的一系列影响,导向器沿微细轴的径向作微进给,而工件随主轴旋转的同时作轴向进给。通过控制微细轴的旋转与分度及导向器的位置,可以加工出不同形状的电极。
图1 线电极磨削原理图
WEDG技术的工作原理
电极与孔同时成型法的原理如图 2 所示,当电极为正极(+) ,工件为负极(-) ,使电极旋转比通常高数十倍的电极进给速度进行微细电火花加工时,电极的外周比中心部分能产生更多的损耗电极,端部在数分钟内直径便可成型到数十微米,长度达到数百微米,如图所示随着电极成型的同时,同样形状的穿孔加工结束,以往需要多道工序的锥孔加工仅用一道工序即可加式完毕,可以认为这是一种低成本高效率的新型电火花加工方法。
微细电极与微孔同时成型的电火花加工法
图2 电极与孔同时微细电火花加工
②喷丝板
喷丝板是纺丝机不可缺少的精密零件,其功用是将精确计量过的纺丝熔体通过喷丝板上的微孔喷挤出具有一定粗细和质地细密的纤维束。喷丝板上的微细孔孔道作为新合成纤维的母体,它们的加工质量是保证纤维成品质量和良好纺丝工艺的重要条件,所以,喷丝板上喷丝孔加工的精度要求极高,也是至关重要的。
在对喷丝板进行微孔钻削加工时,喷丝板的微孔内表面会留下毛刺,进而会影响到丝条的质量和正常生产。
由于磨料流加工技术具有对零件隐蔽部位的孔及型腔研磨抛光、倒圆角的作用,因而在喷丝板微孔的加工中,特别对于长径比大的微孔能起到很好的加工效果,具有其它加工方法无法比拟的优越性。
磨料流加工原理
磨料流加工技术主要是依靠在一定的压力下流动的粘弹性流体介质及其携带的磨粒反复冲刷工件表面来达到对工件抛光的目的;因为当硬质磨粒直接接触加工表面时,产生了微量的去除作用。
1-活塞;2-上料缸;3-磨料;4-工件;5-夹具;6-下料缸。
磨料流加工技术在对喷丝板微孔的加工中具有以下两方面的优势:
喷丝板微孔的加工、特别是对于长径比较大的深孔,是孔加工中较难进行的,由于尺寸上所受的限制,传统的加工手段较难以胜任,而磨料流加工中的***--流体磨料具有随机流动性, 到达区域能够不受限制。另外,用一般的抛光工艺进行加工时所采用的磨料,会在孔口处产生喇叭口形状的加工误差。而磨料流加工技术所采用的粘弹性磨料由于其具有入口收敛作用,即当粘弹性磨料流体从大截面流道进入工件孔道时,会由于流体的粘弹特性和流道截面的突然收缩,以及自身的粘弹力学特性,而在工件孔道流动中产生相应的弹性应变能的贮存及其粘性耗散,出现明显的入口压力下降,从而能够较好地解决微孔抛光加工中易出现喇叭口的加工工艺问题。