随着 科 学技 术 和 工 业 生产 的发 展 ， 小 孑 的应 微 Ｌ 用 １趋 广泛 ， ５ １ 出现 了越来 越多 带有微 ４ 的零件 ， ｑＬ 如
燃 料 喷 油 嘴 、 气 静 力 轴 承 、 丝 板 、 印 机 喷 头 空 喷 打 等 ¨ ， 类孔 一 般具 有 直径 小 、 这 深径 比大及 难加 工
钨
６ ｌ± ０． ｌ ７
ｌ ８
电极 直 径 ｍ
工 作 液 电 阻 率］ ｌｍ ＭＦ ｃ
电 极摇 动 半 径 ｍ
电 极 摇 动 速度 ／ ＭＩ Ｓ ） （ Ｆ・ Ｉ
部分 膨胀 、 蒸发 ， 一部 分又 重新凝 固 ， 成为加 工 屑 。 隙外部 ， 另 一 部 分 加 工 屑 微 粒 则 沉 积 到 间 隙 内 。 而 当沉积 的加 工屑 达 到一 定 程 度 时 ， 件 和 电极 之 间 工
改 进 和提 高 传统 加 工方 法 的 同时 ， 在不 断地 研 究 也
一
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《 电加工与模具》 ０１ ２１ 年第 ６期
新 的加 工工 艺 和方 法 ， 目前 大 约有 ５ ０余 种 加 工 方
法 ， 括超 声波加 工 、 光加 工 、 包 激 电化学 加工 、 细 微 冲压 、 细 电火 花加 工 等 。微 细 电 火 花加 工 虽 然 加 微 工 速度 较低 ， 但其 不仅 可加工 微细 孔 ， 而且可 加工 复 杂 形状 的三 维结构 ， 可加 工任何 导 电材料 ， 不 还 也
ｌ ５ ３ ０
４ ９ ４
这 些加 工屑 有 的随着工 作液 的流 动被排 出到 加工 间
超 声 波 振 动 频 率 ］Ｈｚ ｋ 超 声 波振 幅 ／ ｔ ｍａ
就 会通过 一很 高 的短 路 电流 ， 不 仅容 易 损 坏 放 电 它 电路 ， 工 件和工 具 电极也会 产生 一 面质量 下 降 ， 同时也增 大 了电
极 损耗 ］ 。在 加工 微 细 深 孑 到一 定 深 度后 ， 料 去 Ｌ 材 除速度会 明 显下 降 ， 是 因 为深 孔 加 工 中工 具 电极 就
为 了证 明本 文 提 出 的新 方 法 的有 效 性 ， 计 了 设
加工 参数 相 同的另外 ３组试 验 ： 传 统 的微 细 电火 ① 花加 工方 法—— 既 没有 超 声 波 振动 辅 助 ， 没 有 电 也
细孔一 般深 径 比较大 ， 且零 件材 料多 为高 强度 、 高硬
度 的难 加工 材料 ， 耐热钢 、 如 不锈 钢 、 质合 金 、 硬 陶瓷 等 。为 了解 决 微孔 加 工 的技术 难 题 ， 们 在 不 断 人
第 一 作 者 简 介 ：张余 升 ，男 ，１ ８ ９ ５年 生 ， 程 师 。 工
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｉ ｒ ｌ ｒｌｉ ｔ ｉ ｈ Ａｓ ｅ ｔＲａ ｉ ｙ ｔ ｄ ｎ Ｍ ｃ ｏ Ｈｏ ｅ Ｄ ｉｌ ｎｇ ｗｉｈ Ｈ ｇ ｐ ｃ ｔｏ ｂ
Ｍ ｉｒ ｃ ｏ ＥＤＭ ｄ ｄ ｗｉｈ Ｕｌｒ ｓ ｎ ｃ Ｖｉ ｒ ｔｏ Ａｉ ｅ ｔ ｔａ ｏ ｉ ｂ ａ ｉ ｎ
极摇动 ； 只 有 电极 摇 动 、 ② 工件 上不 加 载 超 声 波 振 动的方 法 ； 只 在 工 件上 加 载 超 声 波 振 动 、 有 电 ③ 没 极摇 动的 方法 。每 组 试验 中 ， 过 移 动工 作 台将 一 通 定直径 和 长度 的 电极 移 动到 工 件 表面 附近 ， 工 件 在 和 电极两极 间加 载 １ 直 流 电 压 ， 测 工 件 表 面 ， ０Ｖ 探 设置 加工起 点 ； 在异 于加工 点 的位 置设 置一 基准点 ， 加工 前 后 两 次探 测 基 准 点得 到 的 Ｚ 坐标 的差 异 即 为电极 的损耗 长度 。加工 结 束 后 ， 超声 波 清理 器 用
ｂ ｅ ｒｌ ｄ ｗｉｈ ａ ｖ ｒ ｇ ａ ｔ ｒｏｆ１ ｅ ｎ ｄ ｉｌ ｔ ｎ ａ ｅ ａ ｅ ｄｉｍｅ ｅ ｅ ２０“ｍ ｎ ｓ ａｎｌｓ ｔ ｅ ０４ ｗｉｈ ａ ｔ ｃ ｎ ｓ ｆ３． ｉ ｔ ｉ ｅｓ ｓ ｅ ｌ３ ｔ ｈｉｋ ｅ ｓｏ ５ ｍｍ ． Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｇ ｓ ｅ ｔｒ ｔｏ ｍｉｒ ｏ ｅ ｍ ｉｒ ｈｉ ｈ ａ ｐ ｃ ａ ｉ ｃ ｏ ｈ ｌ ； ｃ ｏ ＥＤＭ ； ｌｒ ｓ ｎｉ ｉ ｒ ｔｏ ｕ ｔａ ｏ ｃｖ ｂ ａ ｉ ｎ
摘 要 ： 细 电火花加 工 中电极 损耗 较 大 ， 加 工 大深 径 比微 细 孔 时 ， 微 在 工具 电极 和 工 件之 间的狭
窄 间隙 内流体 阻 力较 大 ， 气泡及加 工屑不 易排 出， 易产 生频繁 的非 正 常放 电， 致 电极 损耗 进 一 步 导 增 大。针 对 大深 径 比微 细 孔加 工的 这一 难题 ， 出采 用 电极 摇 动 同 时在 工件 上 加 载超 声 波振 动 的 提
ｑ ｅ ｃ ｕ ｒ ｎｃ ｓｏ ｂ ｏ ｍａ ｓ ｈ ｒ ｅ ｎｄ ｒ ｓ ｌｉ ｎ ｅ ｅ ｓｖ ｌｃ ｒ ｄ ａ ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｓ ｕ ｎｔｏ ｃ ｒ ｅ ｅ ｆａ ｎ ｒ ｉ ｃ ａ ｇ ｓａ ｅ ｕ ｔｎｇ ｉ ｘｔ ｎ ｉ ｅｅｅ ｔｏ ｅｗｅ ｒ ｄｉ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎｔ
收 稿 日期 ： ０ １ ８—３ ２ １ —０ ０ 基 金 项 目 ：国 家科 技 重 大 专项 （０ １ Ｘ ４ １ －３ ） ２ １Ｚ ０ ０ ５０ １
域 ， 航空 、 天 、 事等 方面 的尖端零 件 和喷丝 板 、 如 航 军
医疗 器械 、 钟表 等 民用零 件 。由于孔 径极 小 ， 类微 这
工 艺 ・ 备 装
《 电加工与模具》２１ 年第 ６ ０１ 期
大 深径 比微 细 孑 超 声 辅 助 电火 花 加 工技 术 研 究 Ｌ
张 余 升 荆 怀 靖 李 敏 明 唐 春 英 余 祖 元 ， ， ， ，
（１ ．上海 航天 设备 制造 总 厂 ， 海 ２ ０ ４ ； 上 ０ ２ ５ ２ ．大连 理 工大学 现代 制造 技 术研究 所 ， 辽宁 大连 １ ６ ２ １ ０ ４）
造 的关键 技 术 ， 细 电火 花 加 工 也 因 此成 为此 类 微 微 细 深： ａ 工 的一 种重 要 方法 。 ｆ ｉ Ｌｌ
１ 微 细 孔 电火 花 加 工 技 术
微 细孔 已被 广泛 应用 于生 产和生 活 中的各个 领
在 微 细 电火 花 加 工 中 电极 损 耗 较 大 ， 在加 工 大 深径 比微 细孔 时 ， 具 电极 和 工件 之 间 的狭 窄 间 隙 工
和工件之 间 的狭 窄 间 隙 内堆 积 了 大量 的加工 屑 ， 易
导 致短路 等非 正 常放 电 ， 阻碍 了加 工过 程 的顺 利进
行。
由于传 统 的周期性 抬起 工具 电极 等方法 增加 了 额 外运 动 所 需 的 时 间 ， 材 料 去 除 速 度 大 大 下 降 。 使 为 了解 决这 一 问题 ， 状 电极 、 管 卧式 加 工 、 电极 旋 转 等方 法被应 用于微 细 电火花 加工 中 。为 了进 一 步 提高微 细孔 电火 花 加 工 的性 能 ， 声 波振 动 被 引 入 超 到深小 孔 加 工 中 ， ｏ和 赵 万 生 分 别 在 不 锈 钢 ４ １ Ｙｅ ０
ａ ｎ ｗ ｔ ｏ ｆｄ ｉ ｉ ｇ ｈ ｇ ｓ ｅ ｔｒ ｔ ｃ ｏ ｈ ｌｓｂ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｒｌ ｎ ｉ ｈ ａ ｐ ｃ ａ ｉ ｍｉｒ — ｏｅ ｙ ＥＤＭ ，ｉ ｉｈ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｍｏ ｅ ｎ ｆ ｌ ｏ ｎ ｗｈ ｃ ｈ ｌ ｎ ｔ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ａ ｌｃ ｒ ｄ ，ｗｉ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔｆｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｃｖ ｂ ａ ｉ ｎ， ｒ ｖ ｄ ｓａ ｎ ｖ ｎ ｙ ｄ ｓｒｂ ｔ ｄ ｇ ｐ ｆ ｒｔ ｅ ｎ ｅｅ ｔ ｏ ｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｒ ｍ ｌｒ ￣ ｉ ｉ ｒ ｔ ｈ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ｎ ｕ ｅ ｅ ｌ ｉ ｉ ｕ ｅ ａ ｏ ｈ ｔ ｄ ｂ ｉ ａ ｄ ｂ ｂ ｌｓｔ ｓ ａ ｅ ｆｏ ｔ ｅ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｚ ｎ ａ ｉ ．Ｍ ｉｒ — ｏ ｅ ｔ ｓ ｅ ｔ ｒ ｔ ｆ２ ａ ｅ ｅ ｒ ｎ ｕ ｂ ｅ ｏ ｅ ｃ ｐ ｒ ｍ ｈ ｉｃ ａ ｇ ｏ ｅ ｅ ｓ ｙ ｓ ｌ ｃ ｏ ｈ ｌｓ ｗｉ ａ ｐ ｃ ａ ｉ ｏ ９ ｈ ｖ ｈ ｏ
新 方法 ， 成功 地在 ３ ５ｍｍ 厚 的不锈 钢板 上加 工 出平 均直径 为 １ ０ ． ２ ｍ 的通孔 ， 径 比达 ２ 。 深 ９
关键 词 ： 大深 径 比微 细孔 ； 细 电火 花加 工 ； 声振 动 微 超 中图分 类号 ： Ｇ ６ Ｔ ６１ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ９ ７ Ｘ（ ０ １ ０ １ ０ —２ ９ ２ １ ）６—０ ６ —０ ０３ ４
Ｚ ａ ｇ Ｙｕ ｈ ｎ Ｊｎ ａ ｉｇ ， ｉＭｉｍｉｇ ， ｎ ｈ ｎ ｉｇ ， ｕ ｕ ｎ ｈ ｎ ｓ ｅ ｇ ，ｉｇ Ｈｕ ｉｎ Ｌ ｎ ｎ Ｔａ ｇ Ｃ ｕ ｙｎ ＹｕＺ ｙ ａ ｊ （１ ｈ ｎ ｈ ｉ ｒｓ ａｅＥｑ ｉｍｅ ｔ ｎ ｆｃｕ ｅ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ５， ｉａ ．Ｓ ａ ｇ ａ ｏ ｐ ｃ ｕｐ ｎ ｓＭａ ｕａ ｔ ｒｒ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ４ Ｃｈｎ ； Ａｅ ２．Ｄａｉｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｌ ｎ １ ０ ４， ｉａ） ｌ ｉｅ ｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｄａｉ ６ ２ Ｃｈｎ ａ ｔ ａ １
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