透过微电火花加工以加工零件的机械及方法技术

本发明专利技术关于一种透过微电火花加工以加工一零件的机械，其中所述机械之中具有一改变机械配置的机构，以使得本机械能够交替且可逆地自加工配置转移至一削尖配置，其中在削尖配置之中，相同蚀刻电极的尖端及另一电极插入于一电解液池之中，用以透过电化学加工执行蚀刻电极的尖端的削尖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
电火花加工通常还为首字母缩写EDM所知。其小型化(微EDM或μ EDM)根据蚀刻电极(在此，以下将还称作一微电极)的形状具有不同的变体。这些变体如下-开模微电火花加工，其中一具有与待加工的形状互补的形状的微电极沉陷于该零件之中。-线微电火花加工，其具有一通过一往复运动循环或者驱动的导电线。-透过使用一尖端电极或一管形电极的微电火花加工钻孔。-铣削微电火花加工，称作铣削EDM。铣削微电火花加工不一定意味着微电极或加工零件的一旋转运动。这里，在以下的说明书中，不管何时提到“微电火花加工”，指的是一对应于铣削微电火花加工的技术。现在的归档文件者知道透过微电火花加工一零件的机械，这些机械具有一加工配置，其中一蚀刻电极的尖端投入至一介电液池(绝缘)之中，待加工零件的一个面浸入于介电液用以透过微电火花加工执行该零件的加工。此尖端足够小以使得能够蚀刻横跨宽度大于10微米(μπι)的所述面的凹槽。为了加工复杂形状，该电极在自零件逐渐去除材料中运行一三维路径，这将透过一排屑方法中的微铣刀执行。差别在于去除材料的初步动作不为一机械作用而是由一电弧产生的热作用。切割动作为快速的。通过蚀刻电极与待加工零件之间的电弧跨越的空间填充介电液池获得冷却。此空间称作一 “间隙”。微电火花加工能够用于制造所有的导电材料(钢，钛等)及半导体材料(硅，碳化硅等)。其特别适合于不能够由传统方法加工的硬金属的加工。实际上，在电极与待加工的零件之间没有机械接触。微电火花加工与先前技术的称为电化学加工(ECM)的电化学腐蚀方法的区别在于需要在蚀刻电极与待加工的零件之间产生一主要的电压差。为了产生此电压差，介电液必须填充该间隙。相反，电化学加工以蚀刻电极与待加工的零件之间的电流促使的一氧化反应为基础。为了建立此电流，蚀刻电极与待加工的零件投入于一电解液池，即一导电液池之中。电化学腐蚀能够透过蚀刻电极与待加工的零件之间的电流或者电流在这两个零件之间释放产生。在透过电化学腐蚀加工零件期间，电极的磨损通常可以忽略，这与电火花加工方法中电极磨损不可忽略的情况不一样。在透过微电火花加工铣削的情况下，电极沿着一加工路径行进以加工一零件的表面。本方法的巨大意义在于加工路径在相对于待加工的零件的面的高度上具有几种变化或者甚至可不连续变化。当加工路径在相对于待加工的面的高度上具有几种变化时，在此叫做三维加工。三维加工透过形成其深度相对于零件的所述面在平台中变化的印痕、孔或非通孔凹槽执行。这可透过计算机辅助设计获得的数字定义直接得到，由此防止制造复杂及昂贵工具(例如对于开模微电火花加工的情况)的制造。一般而言，高形状因子(钻孔深度与钻孔直径的比率)能够透过该方法获得，典型的形状因子为大于10或100。正如以下可以看出，电极的制造限制本方法的发展同时电平应用非常大。实际上， 按照原则，微电火花铣削可能展望例如-工具的加工-用于微塑料加工的硬钢模具-微冲压的主模具-透过热模压印或微热模压的金属印痕-微零件的加工-由极硬材料制造的微涡轮-微热交换器-由钛制造的医疗零件(例如微支架)-柴油机喷嘴等。特别地，在微纳米
，铣削微电火花加工用以在很高分辨率，以及低成本的条件下加工本领域中很少使用的材料(钛，碳化硅(SiC)、钻石等)。而且，通过微技术(聚焦离子束(FIB)、活性离子蚀刻(RIE)等)的传统技术以加工具有高形状因子的半导体材料非常困难，此种情况下使用的主要技术由通过首字母缩写词LIGA(Lithografie Galvanoformung Abformung or Lithography Electroplating and Molding)表不的技术指定，其非常昂贵。甚至不可能使用这些技术执行深度连续变化的加工(光刻遮罩的数目一直在微技术中有限制)。因此，假定容易使用具有充分精细的尖端，即，小于10微米(μ m) 直径的电极，甚至硅加工能够自铣削微电火花加工中获得益处。现在，在先前技术之中，透过微电火花加工以铣削的电极为具有超过20-40微米 (ym)直径的线、尖端或管形，实际上，这些微电极透过机械加工(例如研磨)，透过逆电荷加工或透过循环线电极的微电火花加工制造的更好。特别地，在透过微电火花加工穿孔的情况下，原理上的实证已经制造出具有5微米(μπι)的电极，但是本原理不延伸至复杂形状的加工。最后，在线微电火花加工的情况下，因为机械强度问题，线的直径实践中限制为20 微米(μ m)。用以执行微电火花加工的蚀刻电极非常小。这些电极在微电火花加工期间变得磨损。因此它们需要频繁地替换。因为这些电极的小尺寸及脆性，这些电极的替换工作为一复杂的任务。举例而言，在每一加工操作之后，这些电极的替换透过手动执行。因此，替换这些电极的困难操作限制使用微电火花加工的当前加工工具的生产率。
技术实现思路
本专利技术通过提出一种具有小于10微米(μπι)分辨率及提高生产率的加工机械，用以减少先前技术的缺陷。因此本专利技术的一目的为一种微电火花加工的机械，其中所述机械之中具有一改变机械配置的机构，以使得本机械能够交替且可逆地自加工配置转移至一削尖配置，在削尖配置之中，相同蚀刻电极的尖端及另一电极插入于一电解液池之中，用以透过电化学加工执行蚀刻电极的尖端的削尖。在以上机械之中，因为电极不需要自微电火花加工机械上卸下，因此所述电极以较少频率替换。因此本特征限制替换蚀刻电极的操作，因而增加了该机械的生产率。而且，通过电化学加工削尖使得尖端具有的直径范围自10纳米(nm)至10微米 (μ m)，通常为自100纳米(nm)至1微米(μ m)。因此，可能实现具有小于10微米(μ m)的分辨率的加工。此机械的实施例可包含一个或多个以下特征-所述机械具有一容纳介电液池的第一容器以及一容纳电解液池的第二容器，以及所述机构能够在第一容器与第二容器之间传输蚀刻电极，用以将加工配置转移至削尖配置且反之亦然；-所述机械具有一容纳介电液池的第一容器以及一容纳电解液池的第二容器，以及所述机构能够相对于蚀刻电极移位第一容器及第二容器，用以将加工配置转移至所述削尖配置且反之亦然；-所述机械具有一同时容纳介电液及电解液的池的同一容器，这些池具有不同的质量密度且不可混溶以使得这些池能够重叠，一个位于另一个之上；-所述机械包含有一驱动器，在加工配置中，驱动器能够垂直于零件的待加工面移位蚀刻电极，用以调节此电极的尖端与待加工面之间的一间隙的宽度，并且所述同一驱动器在削尖配置中，能够垂直于电解液池的表面移位蚀刻电极；-所述机械包含有-一可控驱动器，其在加工配置之中，能够移动垂直于零件的待加工面移位蚀刻电极，用以调节本电极的尖端与待加工面之间的一间隙的宽度，-一此尖端的形状的传感器，以及-一控制单元，其能够自形状传感器的测量确定尖端的磨损，以及作为确定磨损的一功能，指挥驱动器以调节所述间隙的所述宽度。微电火花加工工具的这些实施例具有以下优点-使用一在介电液池与电解液池之间传输蚀刻电极的机构，使得能够以简单的方式改变所述机械的配置，-相对于电极移位介电液池及电解液池，使得还可能以简单的方式改变机械的配置，-在同一容器中，彼此一个放于另一个之上的介电液及电解液池，简化所述机构自加工配置转向削尖配置且反之本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种透过微电火花加工以加工零件的机械，所述机械具有一加工配置，其中一蚀刻电极的尖端投入至一介电液池之中，所述介电液浸入有所述零件待加工的一个面，用以透过电火花加工执行所述零件的加工，所述尖端足够小以能够蚀刻横跨宽度小于１０微米的所述面的凹槽，其特征在于，所述机械包含有一机构，其能够改变所述机械的配置以使得其交替且可逆地自所述加工配置转移至一削尖配置，其中在所述削尖配置之中，所述相同蚀刻电极的尖端及另一电极插入于一电解液池之中，用以透过电化学加工执行所述尖端的削尖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡布瑞拉·米歇尔，
申请(专利权)人：法国里昂第一大学，
类型：发明
国别省市：FR