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微孔加工的剖分加工有两种方法:一种是微小孔加工后再剖切,另一种是在紧密结合的两块光滑平板上沿结合缝打孔。由于孔径微小,加工后剖切应属薄板切割。此时为取得较高切割精度应使用激光切割。但由于切割光斑直径较大(如薄板厚为5mm、要求切割速度为1.5m/min时,光斑直径为0.2mm[6]),与所加工的微小孔直径接近,切割后所剩余的微小孔内表面太小,难以进行粗糙度测量;同时,为了保护微小孔内壁在剖切时不受飞溅物的影响,通常在剖切前向微小孔内先注入蜡等物质以保护孔内壁,但此时保护物对微小孔内壁粗糙度测量结果的影响无法评估,因此采用这种剖切加工工艺时需非常慎重,以避免测量的困难。
鉴于上述原因,本试验采取第二种微小孔加工方法:加工好两块平板,将它们合紧后沿两板的接触面打骑缝孔,然后把两平板分开,直接测量暴露在外的微小孔内表面。采用这种方法测得的微小孔内壁的粗糙度能准确地反映微小孔内表面的实际加工情况。
钻孔时,两平板全长采用平口钳夹紧,以避免激光打孔时平板弯曲或受力不均匀。在激光打孔装置上设有放大倍数为57倍的显微放大装置,可以较清晰地观察两平板的接触面,故可较好的保证激光光束与平板接触面的相对位置并保证沿接触面打骑缝孔。平板接触面和加工工作台的垂直度可通过调整来保证。
微孔加工——电火花加工: 电火花加工是另一种微孔加工方式。它的原理是基于工件和工具(正负极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸形状和表面质量预定的加工要求。电火花腐蚀的主要原因是:电火花放电时通道中瞬时产生大量的热,达到很高的温度,足以使金属材料局部融化,气化而被蚀除掉,形成放电凹坑。电火花加工方法对于材料的去除是靠放电时的电热作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及其热学性能,而几乎与材料的力学性能无关。这样就突破了传统加工对刀具的限制,可以实现软刀具加工硬的工件。更重要的是,由于加工中工具电极和工件不直接接触,没有机械加工宏观的切削力,因此更适于加工低刚度工件和细微工件,而且可以得到相当高的精密性和性。 电火花加工的突出局限性是:主要用于加工金属导电材料,而且一般加工速度比较慢。但总的来说,电火花这种需要加工力小,有相对加工精度保证的加工方法,将会在以后的微孔加工中受到更多的重视。
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