專利名稱：放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電極消耗率的測量方法，具體是一種放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法。用于放電加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在放電加工中，電極消耗率是評價(jià)放電加工特性的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，特別是在高精度加工中，電極消耗率的大小直接關(guān)系到被加工零件的尺寸精度，形狀精度，加工效率，加工成本。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，楊曉欣在《2001年中國機(jī)械工程學(xué)會年會曁第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會》(機(jī)械工業(yè)出版社，2001年11月，pp28)上發(fā)表的“電火花成型加工中電極表面黑色保護(hù)膜的形成及對加工的影響”，該文介紹了電極消耗率的計(jì)算方法主要有按重量消耗率計(jì)算法，長度消耗率計(jì)算法和體積消耗率計(jì)算法。按重量消耗率計(jì)算法是用加工后電極所消耗的重量除以工件加工后去除的重量，此法主要用于金屬作為工具電極的場合，方法簡單、直觀，但重量消耗率有時并不能放映電極真正的消耗；按長度消耗率計(jì)算是根據(jù)加工前后，電極沿加工進(jìn)給方向的長度差除以進(jìn)給方向的進(jìn)給距離得到的，這種方法簡單，直觀，易于實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，缺點(diǎn)是結(jié)果精度差，特別是不能反映電極角部消耗，有時這種誤差在30％以上；按體積消耗率計(jì)算法主要是通過稱量加工前后電極重量變化，然后換算成體積的變化量，將電極體積的變化量除以工件上加工掉的體積大小，所得到的數(shù)值就是電極的相對消耗率，從性質(zhì)上講，與按重量消耗率計(jì)算方法是一致的。按體積計(jì)算出的電極消耗率和按重量計(jì)算出的消耗率要比按長度計(jì)算的電極消耗率的精度高，它包含了電極角部損耗的信息。由上述可知對于一般金屬電極和表面沒有微小氣孔的電極來說，只要選擇其中一種計(jì)算，其結(jié)果基本能反應(yīng)電極消耗率的真實(shí)情況，但是對于石墨電極，由于石墨電極的角部消耗較大，如果按長度消耗率計(jì)算顯然不適合，如果按體積消耗率或重量消耗率計(jì)算，由于石墨組織結(jié)構(gòu)中有微小的空隙，加工中就會有煤油(或其他加工液)通過空隙滲入電極內(nèi)部，從而影響電極消耗率的測量與計(jì)算結(jié)果，因此也不適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，提出一種放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法，使其達(dá)到精確測試放電加工用石墨電極消耗率的目的，并解決了現(xiàn)有方法的缺憾。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明步驟如下(1)準(zhǔn)備兩只材料和尺寸相同的石墨電極，一個用于加工，另一個作為參考用，然后準(zhǔn)備一工件；(2)加工前分別將兩電極和工件進(jìn)行清洗、烘烤，然后分別稱重并記錄重量值；(3)將工件和電極安裝在電火花加工機(jī)床中，加工時，參考電極與加工電極一樣放入煤油中同樣深度的位置，這樣是為了使參考電極具有的環(huán)境盡可能地與加工電極一致，以便使參考電極的浸油量與加工電極盡可能一致；(4)加工完畢后，將工件和兩電極一起取出清洗并烘烤，再次分別稱重，并記錄稱重的重量；(5)將加工電極加工前后的重量差加上參考電極加工前后的重量差，并將此重量和換算成體積，這樣就可以將加工電極中殘留的煤油成份分離出；(6)用這個體積除以工件加工前后體積差，得到電極體積消耗率的準(zhǔn)確值；(7)將(5)中的重量和直接除以工件加工前后的重量差即得到電極重量消耗率。
如何從石墨電極中清除滲入的煤油是準(zhǔn)確計(jì)算電極消耗率的關(guān)鍵。本發(fā)明的工作過程共分兩步1是通過加熱，使石墨電極中滲入的煤油氣化分解、蒸發(fā)，由于加熱，煤油氣化分解后總會有少量分解物殘存在石墨中影響電極消耗率的測試與計(jì)算結(jié)果。2為了清除這少部分殘存的煤油分解物，本發(fā)明使用了參考電極，其作用是使該電極與加工電極處于加工槽中相同深度的位置，以使兩個電極盡可能具有相同的周圍環(huán)境，即盡量使兩個電極中滲入的煤油量一致，然后一起清洗、加熱，最后分別稱重。計(jì)算時用加工電極加工后的重量減去參考電極使用(加工)前后的重量差，就可以剔除加工電極中殘存的煤油分解物，以達(dá)到精確測試石墨電極消耗率的目的。
本發(fā)明可準(zhǔn)確、真實(shí)地反映電極消耗情況，結(jié)果精度準(zhǔn)確，方法簡便，可靠，對于科學(xué)研究和理論分析的正確性具有非常重要的參考作用，特別是在判斷石墨電極或石墨工件材料的放電加工性能優(yōu)劣方面具有決定性作用。本發(fā)明除了適用于石墨外，還適用于壓粉體電極以及其他具有疏松組織或微小氣隙的電極消耗率測試中。如果工件也是組織疏松或有微小氣隙的材料，采用本發(fā)明，同樣可以去除工件中煤油殘留量，以得到電極消耗率的準(zhǔn)確值。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)容提供以下實(shí)施例1)、準(zhǔn)備工作工件材料SK3，工件尺寸50×45×22，電極材料ED-4石墨(日本伊壁丹株式會社)，電極尺寸100×10×10。
2)、清洗和烘烤將兩只材料和尺寸相同的電極以及一個工件分別放入超聲波清洗機(jī)中清洗60秒鐘，清洗液采用丙酮，取出后，放入烘箱中烘烤8分鐘，等到電極和工件冷卻時拿出。
3)、加工前稱重電子天平的稱重范圍300g，測量精度1mg。稱重方法每一個電極或工件稱量3次，取平均值，結(jié)果如下加工電極重量6.836g參考電極重量6.847g工件重量126.165g4)、加工實(shí)驗(yàn)一個電極用于加工，另一個則浸泡在加工液中工件的旁邊，與加工電極處于同等深度的位置；放電加工機(jī)EPOC-2(日本沙迪克株式會社)。
加工條件放電電流＝6A，脈沖寬度＝6μs，脈沖間隔＝6μs，伺服基準(zhǔn)電壓SV＝5，抬刀上升時間UP＝3，放電時間DN＝6，加工液煤油VITOL2(日本產(chǎn))沖油壓力4.9×104Pa加工深度1mm。
5)、加工完畢后，兩個電極和工件同時取出，放置一天后，重復(fù)上述清洗和烘烤過程，清洗時間為1分鐘，烘烤時間為15分鐘，并分別記錄電極和工件重量；加工電極重量6.867g參考電極重量6.982g工件重量123,011g6)、電極相對消耗率的計(jì)算 =(-0.031+0.135)÷(1.9×10-5)3.154÷(7.8×10-5)%]]>=13.54%]]>上面計(jì)算結(jié)果表示電極有體積消耗，電極尺寸沿加工方向變短了。
由計(jì)算結(jié)果知，如果不使用參考電極的話，即沒有將加工電極中殘留煤油重量0.135g去除，那么電極相對消耗率計(jì)算結(jié)果應(yīng)為-0.23％，其含意是電極不僅沒有消耗反而有所增長。然而實(shí)際結(jié)果應(yīng)為13.54％。很顯然前者不是真實(shí)電極消耗率，盡管電極消耗量顯示變大了，但是這種變大反映電極消的真實(shí)情況。
=(-0.031+0.135)/3.154]]>=3.30%]]>同理，上面計(jì)算結(jié)果表示電極有重量消耗，電極尺寸沿加工方向變短了。如果不使用參考電極的話，即沒有將加工電極中殘留煤油分解物重量0.135g去除，那么電極重量消耗率計(jì)算結(jié)果應(yīng)為-0.99％，其含意是電極不僅沒有消耗反而有所增長.然而實(shí)際結(jié)果應(yīng)為3.30％。很顯然前者不是真實(shí)電極消耗率，盡管電極消耗量顯示變大了，但是這種變大反映電極消的真實(shí)情況。
權(quán)利要求
1.一種放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法，其特征在于方法具體如下(1)準(zhǔn)備兩只材料和尺寸相同的石墨電極，一個用于加工，另一個作為參考用，然后準(zhǔn)備一工件；(2)加工前分別將兩電極和工件進(jìn)行清洗、烘烤，然后分別稱重并記錄重量值；(3)將工件和電極安裝在電火花加工機(jī)床中，加工時，參考電極與加工電極一樣放入煤油中同樣深度的位置；(4)加工完畢后，將工件和兩電極一起取出清洗并烘烤，再次分別稱重，并記錄稱重的重量；(5)將加工電極加工前后的重量差加上參考電極加工前后的重量差，并將此重量和換算成體積，這樣將加工電極中殘留的煤油成份分離出；(6)用這個體積除以工件加工前后體積差，得到電極體積消耗率的準(zhǔn)確值；(7)將(5)中的重量和直接除以工件加工前后的重量差即得到電極重量消耗率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法，其特征是，所述的電極體積消耗率，計(jì)算公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法，其特征是，所述的電極重量消耗率，計(jì)算公式如下
全文摘要
一種放電加工用石墨電極消耗率的精確測量方法，步驟如下準(zhǔn)備兩只相同的石墨電極和工件；加工前將兩電極和工件進(jìn)行清洗、烘烤，然后分別稱重并記錄重量值；將工件和電極安裝在電火花加工機(jī)床中，加工時，參考電極與加工電極放入煤油中同樣深度的位置；加工完畢后，將工件和兩電極取出清洗并烘烤，再次分別稱重，記錄稱重的重量；將加工電極加工前后的重量差加上參考電極加工前后的重量差，并將此重量和換算成體積；用這個體積除以工件加工前后體積差，就得到電極體積消耗率的準(zhǔn)確值。將上述重量和直接除以工件加工前后的重量差即得到電極重量消耗率。本發(fā)明結(jié)果準(zhǔn)確、能真實(shí)地反映電極消耗情況，方法簡便、可靠。
文檔編號B23H1/00GK1651873SQ20041009309
公開日2005年8月10日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者郭常寧, 裴景玉, 潘安安, 雍耀偉 申請人:上海交通大學(xué)