本(ben)發明(ming)屬于3D打印(yin)制造(zao)新(xin)技術(shu)領域，具(ju)體涉及一種(zhong)基于超(chao)聲(sheng)焊(han)接增材(cai)(cai)及電(dian)火花成形的3D打印(yin)方(fang)法，是一種(zhong)內部帶有3D型腔的構件超(chao)聲(sheng)焊(han)接增材(cai)(cai)及電(dian)火花加工的復合(he)3D打印(yin)方(fang)法。

背景技術：

由于(yu)3D打印制造(zao)(zao)技(ji)術可整體(ti)成形那些傳統方法無法實現的(de)復雜/超(chao)復雜結構件，加上無需準備(bei)模具(ju)，生產周期(qi)短等，3D打印制造(zao)(zao)技(ji)術具(ju)有廣闊的(de)發展前景(jing)，是近年來制造(zao)(zao)業(ye)技(ji)術發展的(de)熱點(dian)。

盡管這類(lei)增(zeng)材制(zhi)造能使3D構(gou)件整體成型,但也有(you)一些問題，例如(ru)形狀、尺寸和精度難達到構(gou)件要求,內部中空和懸空部分(fen)需要討厭的物理支撐等。

目前國(guo)(guo)內尚不能很好解決這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)問(wen)(wen)題(ti)，超聲增(zeng)(zeng)材與EDM（電(dian)火花加工）集(ji)成制(zhi)造的(de)研究國(guo)(guo)內外還(huan)未(wei)見報道,近年來(lai)國(guo)(guo)外發(fa)展出分(fen)層(ceng)(ceng)超聲焊接增(zeng)(zeng)材與NC銑(xian)削(xue)相結合(he)的(de)方式試圖消(xiao)除(chu)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)問(wen)(wen)題(ti)。如美國(guo)(guo)Solidica公(gong)司(si)；再如美國(guo)(guo)Fabfication 公(gong)司(si)。但這(zhe)(zhe)(zhe)種組(zu)合(he)一般(ban)都應(ying)用在(zai)(zai)尺(chi)寸較大(da)的(de)構件(jian)加工場合(he)。由于難于消(xiao)除(chu)刀具(ju)圓角、工藝系(xi)統振動以及刀具(ju)尺(chi)寸太大(da)等(deng)帶來(lai)的(de)影響，分(fen)層(ceng)(ceng)超聲焊接增(zeng)(zeng)材與NC銑(xian)削(xue)相結合(he)這(zhe)(zhe)(zhe)一模(mo)式仍難于應(ying)用在(zai)(zai)內部帶有高(gao)精度微小3D型腔的(de)構件(jian)，況且3D型腔頂層(ceng)(ceng)“天(tian)花板”無法銑(xian)削(xue)。

例如(ru)，廣泛應用于(yu)天體物理(li)、大氣探測、安全檢測等領域的(de)(de)(de)(de)外(wai)差型(xing)陣列接收(shou)(shou)機上(shang)的(de)(de)(de)(de)波(bo)導(dao)(dao)孔(kong)(kong)(kong)構件(jian)就是(shi)內部帶有(you)高(gao)精度(du)(du)微3D型(xing)腔（溝槽(cao)）的(de)(de)(de)(de)典型(xing)小構件(jian)。隨(sui)著科學(xue)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展，波(bo)導(dao)(dao)孔(kong)(kong)(kong)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)要求(qiu)(qiu)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小，精度(du)(du)要求(qiu)(qiu)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)（波(bo)導(dao)(dao)孔(kong)(kong)(kong)沿波(bo)導(dao)(dao)方(fang)向垂(chui)直(zhi)截面(mian)矩形斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)要求(qiu)(qiu)達到(dao)(dao)0.508×0.254mm級別，甚至(zhi)0.254×0.127mm；接收(shou)(shou)信(xin)號孔(kong)(kong)(kong)與(yu)參考(kao)信(xin)號孔(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)耦合部分(fen)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)要求(qiu)(qiu)更小；而且誤差要在(zai)10μm之內，表面(mian)粗糙度(du)(du)在(zai)Ra0.4μm之內）。由于(yu)刀(dao)具尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)及刀(dao)具半徑原(yuan)因(yin),這種(zhong)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)高(gao)精度(du)(du)3D網絡(luo)微小孔(kong)(kong)(kong)系(xi)就難于(yu)NC銑削；又由于(yu)刀(dao)具振動(dong)原(yuan)因(yin)，即使使用超聲分(fen)層焊接增材與(yu)NC銑削相結合成形方(fang)法仍然達不到(dao)(dao)波(bo)導(dao)(dao)孔(kong)(kong)(kong)在(zai)精度(du)(du)、光順性、均勻性、可靠性和尖銳角等方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)；況且水平布置的(de)(de)(de)(de)參考(kao)信(xin)號孔(kong)(kong)(kong)道頂(ding)面(mian)“天花板”層無法銑削。廹切需(xu)要在(zai)波(bo)導(dao)(dao)孔(kong)(kong)(kong)構件(jian)成形方(fang)法上(shang)有(you)新(xin)的(de)(de)(de)(de)突破。

超聲焊(han)接增材的(de)(de)突出(chu)優點是壓力(li)小，溫度不高，固接牢，焊(han)接均勻(yun)。若采用薄片(pian)焊(han)接，對構(gou)件已成(cheng)形部分(fen)(fen)影響(xiang)就更小；況(kuang)且若分(fen)(fen)層整張焊(han)接，有(you)(you)中空(kong)和懸空(kong)部位也不需要(yao)支承；再加(jia)上電(dian)火花(hua)加(jia)工突出(chu)優勢是可突破尺寸(cun)禁區，電(dian)極尺寸(cun)可做的(de)(de)較小，而且電(dian)加(jia)工振動小，精(jing)度高等。而這些正是微小3D型(xing)腔加(jia)工所需要(yao)的(de)(de)，尤(you)其是尺寸(cun)減小和表(biao)面光順有(you)(you)保證(zheng)。

電(dian)火(huo)花加(jia)工(gong)另一突出優勢是能形(xing)成(cheng)(cheng)尖角，有些3D構件(jian)內部某些部位(wei)需(xu)要(yao)保(bao)持(chi)尖角，例(li)如波導小構件(jian)上(shang)的(de)接收(shou)信號(hao)孔(kong)和參(can)考信號(hao)孔(kong)以(yi)(yi)及它們(men)之(zhi)間的(de)耦合(he)孔(kong)是空間網絡布(bu)置，但它們(men)的(de)截(jie)面是矩(ju)(ju)形(xing)，要(yao)求保(bao)持(chi)銳角，這恰(qia)恰(qia)是電(dian)加(jia)工(gong)的(de)優勢。而銑刀半徑會形(xing)成(cheng)(cheng)圓角，難以(yi)(yi)形(xing)成(cheng)(cheng)銳角，對垂直布(bu)局的(de)接收(shou)信號(hao)孔(kong)要(yao)求截(jie)面是矩(ju)(ju)形(xing)尤(you)其不利(li)。

目(mu)前國內(nei)已經(jing)可以生產出高精(jing)度(du)(du)超(chao)(chao)薄金(jin)屬(shu)帶(dai)(dai)料(liao)（如杭州海銘金(jin)屬(shu)制品有(you)限公(gong)司(si)(si)已經(jing)可以生產出厚度(du)(du)2μm帶(dai)(dai)寬為0.99mm的(de)帶(dai)(dai)料(liao)，陜西漢和新材料(liao)有(you)限公(gong)司(si)(si)和深圳恒(heng)宇金(jin)屬(shu)材料(liao)有(you)限公(gong)司(si)(si)已經(jing)可以生產出厚度(du)(du)6μm銅箔。），這(zhe)就(jiu)為超(chao)(chao)聲(sheng)焊接增(zeng)材免(mian)去微3D型腔(qiang)頂(ding)層(ceng)加工創造了條件，也由于(yu)帶(dai)(dai)料(liao)厚度(du)(du)小于(yu)微3D型腔(qiang)的(de)允許誤差，可使3D型腔(qiang)頂(ding)層(ceng)高度(du)(du)必須是帶(dai)(dai)料(liao)厚度(du)(du)整數倍這(zhe)一限制得(de)于(yu)消除。

既(ji)使(shi)選用(yong)厚度(du)稍大的(de)(de)帶料（如(ru)0.01或0.02mm）,也可(ke)通過控制工(gong)藝尺(chi)寸(cun)(cun)鏈，即壓縮(suo)3D型腔的(de)(de)定位尺(chi)寸(cun)(cun)公(gong)差(cha)(cha)（一(yi)般來說定位尺(chi)寸(cun)(cun)公(gong)差(cha)(cha)要大于形狀(zhuang)尺(chi)寸(cun)(cun)公(gong)差(cha)(cha)），使(shi)頂層“天(tian)花(hua)板”高度(du)是帶料厚度(du)的(de)(de)整數倍，而(er)通過對3D型腔的(de)(de)底層放(fang)電加工(gong)仍(reng)可(ke)保證3D型腔在高度(du)方向的(de)(de)精度(du)。

另一方面就(jiu)(jiu)是(shi)薄料(liao)超(chao)聲焊(han)(han)(han)接(jie)需要的(de)壓(ya)力比一般超(chao)聲焊(han)(han)(han)接(jie)更小。若使用(yong)剛(gang)性好滾(gun)(gun)柱式(shi)焊(han)(han)(han)頭，壓(ya)力作用(yong)在(zai)整(zheng)個固接(jie)層與(yu)圓柱滾(gun)(gun)筒(tong)接(jie)觸線上，使本來(lai)很小的(de)壓(ya)力得到分攤；在(zai)此基礎上還控制焊(han)(han)(han)接(jie)方向（盡量(liang)與(yu)中(zhong)空和懸空的(de)長度方向垂直(zhi)，即跨(kua)距小的(de)方向）減小跨(kua)距；再加(jia)上每層工藝條件（振幅、頻率(lv)、壓(ya)力、作用(yong)時間等）是(shi)一致的(de)（增材(cai)質(zhi)地均(jun)勻）。此外(wai)，如果3D型腔尺寸小，則跨(kua)距小，薄片本就(jiu)(jiu)不(bu)易在(zai)微3D型腔中(zhong)空部分發生凹餡。所有(you)這些，都有(you)利于帶3D型腔的(de)構件焊(han)(han)(han)接(jie)增材(cai)。

技術實現要素：

本(ben)發(fa)明是一(yi)種基于超聲(sheng)焊(han)接(jie)增(zeng)材(cai)及(ji)電(dian)(dian)(dian)火(huo)(huo)花(hua)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)3D打(da)印方(fang)法，基于分(fen)層(ceng)超聲(sheng)焊(han)接(jie)增(zeng)材(cai)及(ji)電(dian)(dian)(dian)火(huo)(huo)花(hua)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)兩種新技術(shu)，提(ti)出采用超薄高(gao)精(jing)(jing)(jing)度(du)金屬帶(dai)料分(fen)層(ceng)超聲(sheng)焊(han)接(jie)，達到增(zeng)材(cai)目的(de)(de)(de)，盡量降低焊(han)頭對已成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)層(ceng)的(de)(de)(de)影響，免去(qu)(qu)頂層(ceng)“天(tian)花(hua)板(ban)”的(de)(de)(de)加工，免去(qu)(qu)中空或懸空部(bu)位(wei)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)支(zhi)撐。在(zai)(zai)每層(ceng)固結(jie)后(hou)，根(gen)據需要(yao)(yao)利用電(dian)(dian)(dian)火(huo)(huo)花(hua)加工使內(nei)部(bu)帶(dai)有3D型腔(qiang)的(de)(de)(de)構(gou)件(jian)(jian)在(zai)(zai)該層(ceng)的(de)(de)(de)截面形(xing)(xing)(xing)(xing)狀成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)。既利用超聲(sheng)焊(han)接(jie)增(zeng)材(cai)壓(ya)力小、溫度(du)低、固結(jie)牢(lao)等優勢又結(jie)合(he)電(dian)(dian)(dian)火(huo)(huo)花(hua)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極振動小、電(dian)(dian)(dian)極尺寸小、成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)精(jing)(jing)(jing)度(du)高(gao)等特點。實現內(nei)部(bu)帶(dai)有3D型腔(qiang)(尤(you)其是微小內(nei)腔(qiang)或是有尖角的(de)(de)(de)內(nei)腔(qiang))的(de)(de)(de)構(gou)件(jian)(jian)整(zheng)體精(jing)(jing)(jing)密成(cheng)形(xing)(xing)(xing)(xing)，為內(nei)部(bu)帶(dai)有3D型腔(qiang)的(de)(de)(de)構(gou)件(jian)(jian)在(zai)(zai)簡(jian)化結(jie)構(gou)、減小尺寸、提(ti)高(gao)精(jing)(jing)(jing)度(du)方(fang)面提(ti)供突破。

本發明的(de)技術(shu)方(fang)案是：基(ji)于超聲焊接(jie)增材及(ji)電(dian)火(huo)花(hua)成形，提出一(yi)種3D打印方(fang)法(fa)，實現內部帶有(you)3D型腔(qiang)(qiang)(尤其(qi)是微小內腔(qiang)(qiang)或(huo)是有(you)尖(jian)角(jiao)的(de)內腔(qiang)(qiang))的(de)構件整體精密成形，其(qi)方(fang)案如(ru)下：

A，送(song)料：將(jiang)高精(jing)度超薄金屬帶料送(song)至(zhi)焊接(jie)位(wei)(wei)置，分割，定(ding)位(wei)(wei)；

B，超(chao)聲焊(han)(han)(han)(han)接：將分割后(hou)的(de)整張料(liao)焊(han)(han)(han)(han)接。焊(han)(han)(han)(han)接時，采用滾(gun)柱焊(han)(han)(han)(han)頭(tou)輕壓向被(bei)焊(han)(han)(han)(han)層，焊(han)(han)(han)(han)接時焊(han)(han)(han)(han)頭(tou)在被(bei)焊(han)(han)(han)(han)層上滾(gun)動(dong)，并同時在滾(gun)柱焊(han)(han)(han)(han)頭(tou)軸線方向施加超(chao)聲振動(dong)；

C，在(zai)每層(ceng)(ceng)固結(jie)后，根據需要再(zai)利(li)用電(dian)火花成形技(ji)術使內部帶有(you)3D型腔(qiang)的構(gou)件在(zai)該(gai)層(ceng)(ceng)的截面形狀成形，加(jia)(jia)工(gong)出(chu)該(gai)層(ceng)(ceng)截面上的空缺。必要時在(zai)電(dian)加(jia)(jia)工(gong)時輔(fu)助(zhu)超聲；

D，電(dian)加工后排(pai)去放電(dian)液(ye)并(bing)進行吹(chui)烘(hong)，使用熱(re)壓(ya)空氣吹(chui)烘(hong)殘存(cun)的放電(dian)液(ye)；

E,重復(fu)A-D的步驟(zou)，直到(dao)構件最終成型(xing)。（如圖1）

進一步(bu)(bu)的，上述(shu)的基(ji)于(yu)超聲焊接增材及電火花(hua)成形(xing)的3D打(da)印方(fang)法(fa)，所(suo)述(shu)步(bu)(bu)驟(zou)A中(zhong)的金屬帶料(liao)表面粗糙度(du)(du)達到或(huo)超過(guo)3D型(xing)(xing)腔要求，免去3D型(xing)(xing)腔頂層“天(tian)花(hua)板”加工；帶料(liao)厚(hou)度(du)(du)小(xiao)于(yu)3D型(xing)(xing)腔高度(du)(du)公差，使3D型(xing)(xing)腔頂層高度(du)(du)無須是(shi)帶料(liao)厚(hou)度(du)(du)的整數(shu)倍，若帶料(liao)厚(hou)度(du)(du)略大于(yu)3D型(xing)(xing)腔高度(du)(du)公差則可壓(ya)縮3D型(xing)(xing)腔定位尺(chi)寸(cun)公差，使3D型(xing)(xing)腔頂層高度(du)(du)是(shi)帶料(liao)厚(hou)度(du)(du)的整數(shu)倍。

進(jin)一步(bu)的，上述(shu)(shu)的基于超(chao)(chao)聲(sheng)焊(han)接增(zeng)材及電火花成形的3D打印方法(fa)，所述(shu)(shu)步(bu)驟B中的整張料(liao)超(chao)(chao)聲(sheng)焊(han)接，免去普通3D打印增(zeng)材時中空或懸空是需要的支撐。

進(jin)一(yi)步的(de)，上述的(de)基于(yu)超(chao)聲焊(han)接(jie)增材及電火花成形的(de)3D打(da)印(yin)方法，所述步驟(zou)B中的(de)整張料超(chao)聲焊(han)接(jie)，緊跟在3D型(xing)腔(qiang)頂層的(de)若干層根據需要(yao)密封構(gou)件外圍，使放電液充滿3D型(xing)腔(qiang)，以增加(jia)超(chao)聲焊(han)接(jie)中的(de)中空或(huo)懸空部位支撐力度（如圖2）。

進(jin)一(yi)步(bu)的，上述的基于超(chao)聲焊(han)接(jie)增(zeng)材(cai)及電(dian)火花成(cheng)形的3D打(da)印方法(fa)，所述步(bu)驟B中滾(gun)(gun)柱焊(han)頭(tou)(tou)均勻滾(gun)(gun)過被焊(han)層(ceng)，且采用剛性大(da)的滾(gun)(gun)柱焊(han)頭(tou)(tou)。使(shi)本就不(bu)(bu)大(da)的接(jie)觸(chu)應力(li)(li)分布在滾(gun)(gun)柱焊(han)頭(tou)(tou)與被焊(han)層(ceng)的整條接(jie)觸(chu)線上，不(bu)(bu)易影響(xiang)已成(cheng)形部分，且滾(gun)(gun)柱焊(han)頭(tou)(tou)的結構易于施加超(chao)聲振動和(he)焊(han)接(jie)壓力(li)(li)，方便調整焊(han)接(jie)工(gong)藝參數（頻率、振幅(fu)、壓力(li)(li)和(he)作用時間(jian)等）。

進一步的(de)，上述的(de)基于超聲(sheng)焊接增(zeng)材及電(dian)火花成形的(de)3D打(da)印方(fang)法(fa)，所述步驟(zou)C中(zhong)電(dian)加工的(de)電(dian)極型式多樣(yang)，可以是單電(dian)極、成形電(dian)極、輪(lun)廓電(dian)極。

進一步(bu)的(de)，上述的(de)基于超聲焊(han)接增材及電(dian)火花成(cheng)形(xing)的(de)3D打印方(fang)法，所述步(bu)驟C中的(de)放(fang)電(dian)方(fang)法：單電(dian)極和成(cheng)形(xing)電(dian)極先在3D型腔層深方(fang)向(xiang)放(fang)電(dian)，并利用搖動功能來(lai)進行拓寬；若采(cai)用輪(lun)廓(kuo)(kuo)電(dian)極側向(xiang)放(fang)電(dian)，則放(fang)電(dian)路經由CAD模型截面(mian)決(jue)定(ding)，并根據電(dian)加(jia)工(gong)結(jie)果(guo)確(que)定(ding)輪(lun)廓(kuo)(kuo)補(bu)(bu)(bu)償量，補(bu)(bu)(bu)償量可為常數，也可區別補(bu)(bu)(bu)償。

進一步的(de)(de)，上述的(de)(de)基于(yu)超聲焊(han)接增材及電火(huo)花成形的(de)(de)3D打印方法，所(suo)述步驟C中(zhong)根(gen)據需(xu)要輔助超聲。

進一步的(de)，上述(shu)的(de)基于超聲(sheng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)增材及電火(huo)花成形的(de)3D打印方(fang)法(fa)，所述(shu)步驟(zou)D中超聲(sheng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)與(yu)電加(jia)工切換(huan)時(shi)安排(pai)吹烘(hong)（熱壓空氣，溫度低(di)于放電液燃(ran)點）工步。超聲(sheng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)裝(zhuang)置(zhi)和吹烘(hong)裝(zhuang)置(zhi)均與(yu)電加(jia)工機床主軸連接(jie)(jie)(jie)，實現焊(han)接(jie)(jie)(jie)裝(zhuang)置(zhi)和吹烘(hong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)移動。超聲(sheng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)裝(zhuang)置(zhi)和吹烘(hong)裝(zhuang)置(zhi)本(ben)身可以(yi)在工作位(wei)置(zhi)和空閑位(wei)置(zhi)切換(huan)，并且互不(bu)干(gan)擾。

本發明的有益效果是(shi)：與現有3D打印模式、超聲(sheng)焊接增材(cai)與NC銑削(xue)制造結合模式相比,有如下優勢：

1、高精度薄片料分層整(zheng)張超聲焊(han)接，質地(di)均勻，溫度低(di)，壓力小，3D型(xing)腔頂層無(wu)須(xu)加工，內部(bu)懸中(zhong)空(kong)或空(kong)部(bu)位(wei)無(wu)須(xu)支撐。

2、電加(jia)工(gong)振動小(xiao)(xiao)，精(jing)度高，可(ke)形成尖角(jiao)，表(biao)面光順(shun)及(ji)尺寸減小(xiao)(xiao)有保證(zheng)。可(ke)實現復雜3D型腔整體精(jing)密成形。

3、工序簡單，實施容易，特別是內部帶有高精度微小復雜3D型腔或是需要(yao)保(bao)持尖(jian)角的構(gou)件整(zheng)體精密成形更(geng)具優勢(shi)。

附圖說明

圖1是(shi)本(ben)發明技術方案示意(yi)圖。

圖2是放電液輔助支撐示(shi)意(yi)圖。

圖3是實(shi)施例的(de)應用射電接收機波(bo)導(dao)孔(kong)構(gou)件中的(de)波(bo)導(dao)孔(kong)走(zou)向及分布三維立體(ti)示(shi)意圖。

圖4是實施(shi)例的波(bo)導(dao)孔(kong)中耦合(he)孔(kong)局(ju)部放(fang)大示意圖。

圖(tu)5是實施(shi)例的波導孔走(zou)向及分布前視圖(tu)和(he)俯(fu)視圖(tu)。

圖(tu)6是實施例的送(song)料示意圖(tu)。

圖(tu)7是實施例的超聲焊接示意圖(tu)。

圖8是實施例(li)的參考信號孔和藕合孔電加工示(shi)意圖。

圖(tu)9是(shi)實施例的接收信(xin)號孔(kong)電加(jia)工示意圖(tu)。

圖10是實施例的接收信號(hao)孔彎曲部分(fen)放電示意(yi)圖。

圖(tu)(tu)11是實(shi)施例的(de)頂層處理的(de)高度(du)關系示(shi)意圖(tu)(tu)。

圖(tu)12是實施例的輪廓電(dian)極補償方(fang)法示(shi)意圖(tu)。

圖13是實施例(li)的(de)吹烘示意(yi)圖。

具體實施方式

以(yi)下(xia)以(yi)射電接收機波導孔構件中的波導孔加工為例具體加以(yi)說明。

1，波導孔加工要求

如圖3-5所示，為微波(bo)、毫米波(bo)、亞毫米波(bo)等波(bo)段的(de)射電接(jie)收機波(bo)導(dao)孔(kong)(kong)構件的(de)一個關鍵結構，要求(qiu)做成整體(ti)，并且(qie)孔(kong)(kong)道光順。接(jie)收信(xin)號孔(kong)(kong)和(he)參考信(xin)號孔(kong)(kong)呈空(kong)間垂直布局(ju)，各有直線(xian)部分和(he)彎曲部分，并且(qie)還有它們之間的(de)耦(ou)合孔(kong)(kong)。各孔(kong)(kong)斷(duan)(duan)面均為矩形。矩形斷(duan)(duan)面的(de)尺寸(cun)要求(qiu)達到0.508×0.254mm級(ji)別，甚(shen)至(zhi)0.254×0.127mm，耦(ou)合孔(kong)(kong)尺寸(cun)要求(qiu)更小(xiao)。矩形斷(duan)(duan)面的(de)尺寸(cun)誤(wu)差要求(qiu)在(zai)10μm之內(nei)，表面粗糙度在(zai)Ra0.8～0.4μm之內(nei)。

2，波導孔超(chao)聲焊接增材及(ji)電加工(gong)實施。

本發(fa)明在(zai)波(bo)導孔加工中的實(shi)施方案(an)如圖(tu)6-13所(suo)示，但本發(fa)明實(shi)施不限于(yu)此(ci)。

2．1送料（圖6）

A，選用高精超(chao)薄的金屬帶料，厚(hou)(hou)度不大(da)于(yu)波導孔矩形斷面尺寸(cun)公(gong)差（厚(hou)(hou)度小于(yu)10微米(mi)，表面粗糙度Ra0.4微米(mi)以下），

B，帶料經張(zhang)緊由(you)電加工(gong)機床主軸拖(tuo)到正確位(wei)置，裁剪后落向固定在機床工(gong)作臺的(de)專用底(di)座上并定位(wei)。

2．2,超聲(sheng)焊接增(zeng)材（圖7）

A，滾柱(zhu)焊頭在剛送的料層(ceng)上(shang)滾過(guo)，并在滾柱(zhu)焊頭軸線方向上(shang)的施加超聲(sheng)振動。

B，滾(gun)(gun)柱(zhu)焊(han)頭(tou)與調壓裝置連接，壓力可調節，使滾(gun)(gun)柱(zhu)焊(han)頭(tou)輕壓在(zai)焊(han)接層(ceng)上(shang)。要(yao)求滾(gun)(gun)柱(zhu)剛(gang)性好，壓力分(fen)布在(zai)整個焊(han)接層(ceng)的接觸(chu)線上(shang)。且滾(gun)(gun)動方(fang)向(xiang)(xiang)（即焊(han)接方(fang)向(xiang)(xiang)）盡量與波導方(fang)向(xiang)(xiang)垂直(zhi)（使懸空跨距小）。

C，整(zheng)個超聲焊接(jie)裝(zhuang)置通(tong)過機構(gou)與電(dian)加工(gong)機床主軸連(lian)接(jie)實(shi)(shi)現焊頭移動(dong)，并能實(shi)(shi)現工(gong)作位(wei)置和空(kong)閑位(wei)置切換。

D，焊接(jie)(jie)過程中調節壓力(li)、超(chao)聲振(zhen)動(dong)(dong)頻率和(he)振(zhen)幅(fu)、及滾動(dong)(dong)速度(du)，將該層超(chao)聲焊接(jie)(jie)，達(da)成增(zeng)材(cai)目的。

E，焊(han)接緊跟在(zai)參考信號孔頂層的若干層時(shi)，則密封波導構(gou)件(jian)已焊(han)層外(wai)圍，使放電(dian)液充滿(man)3D型腔（只是充滿(man)，無壓(ya)力，后排干），以(yi)增加中空(kong)部位支撐(cheng)力度（圖(tu)2）。

2．3，若該層有(you)波導孔道(dao)等空缺部位時(shi)切換到(dao)電加工模式，電火花去除該層需要(yao)去除的部分。

A，采(cai)用小能量微細(xi)放電(dian)規(gui)準，在放電(dian)時對電(dian)極施加(jia)高度方向的(de)超聲振動(dong)，提(ti)高電(dian)加(jia)工效(xiao)率(lv)和精度。

B，電極(ji)型式：參考(kao)信號(hao)(hao)孔采用(yong)輪廓(kuo)電極(ji)，而(er)接收信號(hao)(hao)孔和藕(ou)合孔做(zuo)成截(jie)面為矩形(xing)的單電極(ji)，

C，放(fang)(fang)電(dian)(dian)方法：如(ru)圖8是接收(shou)信號(hao)孔(kong)(kong)和藕合孔(kong)(kong)放(fang)(fang)電(dian)(dian)方法，矩形電(dian)(dian)極(ji)先放(fang)(fang)電(dian)(dian)到層(ceng)深(shen)(shen)，再通(tong)過搖動拓(tuo)(tuo)展達截(jie)面形狀尺寸(cun)要求。注意接收(shou)信號(hao)孔(kong)(kong)是垂直布局，因(yin)此接收(shou)信號(hao)孔(kong)(kong)彎(wan)曲部(bu)分放(fang)(fang)電(dian)(dian)寬(kuan)度與電(dian)(dian)極(ji)寬(kuan)度不(bu)一致，須先放(fang)(fang)電(dian)(dian)到層(ceng)深(shen)(shen)，再拓(tuo)(tuo)寬(kuan)，如(ru)圖9，這(zhe)樣層(ceng)層(ceng)放(fang)(fang)電(dian)(dian)，使接收(shou)信號(hao)孔(kong)(kong)彎(wan)曲部(bu)分成型。圖10是參考信號(hao)孔(kong)(kong)放(fang)(fang)電(dian)(dian)方法，小圓電(dian)(dian)極(ji)高速旋轉微細放(fang)(fang)電(dian)(dian)，沿參考信號(hao)孔(kong)(kong)道兩側輪廓加(jia)工。

D，電(dian)(dian)極制備：先用(yong)NC銑削等方法使(shi)電(dian)(dian)極初步(bu)成形，再用(yong)靠模(mo)放電(dian)(dian)法反靠出小電(dian)(dian)極尺寸（尤其是耦合孔）。

E，參考信號孔頂層“天花板”的處理(li)方式。

采用(yong)高(gao)精(jing)度(du)帶料，頂層無需加工(gong)。

若(ruo)材(cai)料(liao)帶厚度小于矩(ju)形斷面高度公差，則無需考(kao)慮頂(ding)層高度是不是材(cai)料(liao)帶厚度的(de)整(zheng)數倍問題。

若頂層高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)不是材料(liao)帶(dai)(dai)厚度(du)(du)(du)(du)(du)的整數倍，且材料(liao)帶(dai)(dai)厚度(du)(du)(du)(du)(du)略(lve)大(da)于(yu)矩(ju)(ju)形斷(duan)(duan)面(mian)(mian)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)公(gong)差(cha)(cha)(cha)，則壓(ya)縮(suo)參(can)(can)考(kao)信(xin)號(hao)孔(kong)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)的定位尺寸公(gong)差(cha)(cha)(cha)，使頂層“天花板(ban)”高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)是帶(dai)(dai)料(liao)厚度(du)(du)(du)(du)(du)的整數倍，而(er)(er)通過對(dui)矩(ju)(ju)形斷(duan)(duan)面(mian)(mian)的底層放電(dian)加工(gong)來(lai)保(bao)(bao)證微孔(kong)矩(ju)(ju)形斷(duan)(duan)面(mian)(mian)精度(du)(du)(du)(du)(du)。如圖11，設矩(ju)(ju)形斷(duan)(duan)面(mian)(mian)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)的形狀(zhuang)尺寸及(ji)公(gong)差(cha)(cha)(cha)為h±Δh，而(er)(er)矩(ju)(ju)形斷(duan)(duan)面(mian)(mian)的高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)定位尺寸及(ji)公(gong)差(cha)(cha)(cha)為H±ΔH，一般來(lai)說ΔH比Δh大(da)的多，可適(shi)當壓(ya)縮(suo)H的制造公(gong)差(cha)(cha)(cha)，比如做成(cheng)負偏差(cha)(cha)(cha)H-ΔH，使參(can)(can)考(kao)信(xin)號(hao)孔(kong)的頂層高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)正好是材料(liao)帶(dai)(dai)厚度(du)(du)(du)(du)(du)的整數倍，而(er)(er)通過對(dui)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)的底層放電(dian)加工(gong)來(lai)保(bao)(bao)證斷(duan)(duan)面(mian)(mian)高(gao)(gao)度(du)(du)(du)(du)(du)方向的定位尺寸。

E，電極(ji)(ji)損耗(hao)補償方法： 根據加工(gong)結果(guo)決(jue)定是(shi)否補償：斷面為(wei)矩形的電極(ji)(ji)靠搖動或插補進行補償（如圖(tu)8）；斷面為(wei)圓電極(ji)(ji)（輪廓電極(ji)(ji)）則對放電路徑(jing)中的每(mei)(mei)個(ge)數控程序(xu)段多個(ge)等(deng)分(fen)，每(mei)(mei)一等(deng)分(fen)為(wei)一步(bu)長(chang)，按步(bu)長(chang)區別(bie)補償（如圖(tu)12示意是(shi)將數控程序(xu)段B→A分(fen)為(wei)3段區別(bie)補償）。

2．4電(dian)加(jia)工后排去放(fang)(fang)電(dian)液并吹氣烘干焊接面(mian)上的殘存放(fang)(fang)電(dian)液(如圖(tu)13)

電(dian)(dian)加工(gong)(gong)后(hou)超(chao)聲焊接(jie)(jie)(jie)(jie)前，須快速(su)吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)烘干焊接(jie)(jie)(jie)(jie)面上的殘存放電(dian)(dian)液 (吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)溫(wen)度低(di)于放電(dian)(dian)液燃點)，吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置連接(jie)(jie)(jie)(jie)在電(dian)(dian)加工(gong)(gong)機床主軸上，可以(yi)相(xiang)對焊層(ceng)移動，使焊層(ceng)吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)均勻，整個(ge)吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置有吹(chui)(chui)氣(qi)(qi)和(he)烘干兩個(ge)工(gong)(gong)位，但空間布局不(bu)和(he)超(chao)聲焊接(jie)(jie)(jie)(jie)裝(zhuang)置相(xiang)干涉。

2．5，送料(liao)，(如(ru)圖6)，重復以上步驟，如(ru)此逐層成形(xing)，直到波(bo)導孔(kong)整體(ti)成型。

以(yi)上所述僅是本(ben)(ben)發(fa)明(ming)較佳(jia)的(de)(de)具體實施方(fang)式(shi)，但本(ben)(ben)發(fa)明(ming)保護范(fan)圍(wei)不限以(yi)此，任(ren)何熟悉本(ben)(ben)技(ji)術(shu)領域的(de)(de)人員在(zai)本(ben)(ben)發(fa)明(ming)公開(kai)的(de)(de)技(ji)術(shu)范(fan)圍(wei)內，可輕易想到(dao)的(de)(de)變化或替(ti)換，都應(ying)涵(han)蓋在(zai)本(ben)(ben)發(fa)明(ming)的(de)(de)保護范(fan)圍(wei)內。