[发明专利]一种线电极张力在线检测调整方法

说明书

本发明公开了一种线电极张力在线检测调整方法，具体步骤如下：S1选定直径为1~20um的钨丝线电极，选定合适的张力系数A，将钨丝线电极安装于电极丝张紧夹具上，采用微拉力机对其进行预张紧；S2、在张力系数A作用下，采用高精度欧姆表测量测得钨丝线电极的初始长度为L₀，初始体积为V₀，电阻为R₀；S3、在电解加工过程中，根据高精度欧姆表测量的电阻值R₁，并根据联立公式得出理论长度L₁；S4、张紧的长度为理论长度L₁与初始长度L₀的差值。本发明通过高精欧姆表测出电阻变化，建立数学模型将其转化为线电极在加工过程中发生松弛后的理论张紧长度发送至计算机，人工再利用可以对超细钨丝线电极进行时时张紧的夹具来张紧线电极，线电极的理论张紧长度等于发生松弛后测得的线电极长度与初始张紧是线电极的长度差。

技术领域

本发明涉及一种线电极张力在线检测调整方法，适用于微细电解线切割加工过程中，属于电火花加工领域。

背景技术

微细加工技术MEMS技术的核心技术。为了满足某些微器件的特定性能，MEMS系统正越来越多使用难加工金属材料，当前的微细加工技术还不能广泛应用于难加工金属如高温合金、钛合金等材料的加工，该方面的微细加工技术亟需发展。电化学加工在微细加工领域具有机理上的优势，存在巨大的发展潜力。

电解线切割采用微尺度金属丝作为工具电极进行数控运动，利用电化学阳极溶解的原理将微细结构切割成形。微细电解线切割加工与微细电解铣削加工相比具有工具电极制备简单、容易实现平面复杂结构加工、适合高深宽比结构加工等优点。

越来越多的人对电解线切割加工技术进行了深入研究。王昆等探讨了纳秒脉冲电流微细电解线切割的加工机理，建立了微细电解线切割加工的数学模型；建立了加工试验系统；朱荻等对影响电解线切割侧面间隙的因素进行了试验分析，对阳极施加5Hz的微幅振动，在厚度100um的镍板进行试验，加工出的微小桨叶结构和五角星；为了促进加工间隙产物的排出，于洽等提出线电极轴向往复运动的同时叠加阳极低频微幅振动的方法，探讨了加工间隙内电解加工产物影响加工精度的机理，试验研究了阳极振动对产物排出效率的影响，优化了工艺参数；为了强化加工间隙内电解液传质，朱兵等采用轴向冲液的方法在厚不锈钢板上开展了工艺参数试验，在5mm厚的不锈钢板上加工出缝宽160um，深宽比30的微型花键。

在微细电解线切割加工中，需要对超细钨丝线电极进行张紧，现在使用的方法都是通过微拉力计进行预张紧，在加工过程中，线电极会存在松弛现象，但是没有方法证明其是否真的发生松弛，并且松弛程度也无从可得，若再进行张紧时，其需张紧量也不可得知，所以一种微细电解线切割加工过程中线电极张力在线检测调整方法，对微细电解线的实际应用具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种线电极张力在线检测调整方法，基于微细电解线切割加工过程中可以对超细钨丝线电极进行时时张紧的夹具上，检测出超细钨丝线电极在加工过程中发生松弛时需要夹具张紧的理论长度，配合夹具正确张紧线电极，防止线电极过度张紧而造成断裂和过度松弛而造成加工特征表面质量差。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种线电极张力在线检测调整方法，具体步骤如下：

S1、选定直径为1～20um的钨丝线电极，选定合适的张力系数A，将钨丝线电极安装于电极丝张紧夹具上，采用微拉力机对其进行预张紧，假设处于弹性范围内，此时，电极丝拉伸时所产生的纵向拉伸应变和横向收缩应变之比为一常数，该常数用泊松比μ表示：

ε′＝-με (3)，

其体积的相对增量为：