專利名稱：一種放電銑削加工中基于放電能量的補(bǔ)償電極損耗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電銑削加工中在線補(bǔ)償電極損耗的方法，屬于特種加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在航空航天、軍工、燃?xì)廨啓C(jī)、模具等領(lǐng)域中有很多特殊材料的零部件需要進(jìn)行加 工，比如鈦合金、高溫耐熱合金、不銹鋼等，這些材料粘性較強(qiáng)，導(dǎo)熱性差，機(jī)械加工性能很 差，加工效率很低，特別是刀具費(fèi)用很大，因此嚴(yán)重制約了這些行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。近 年來，隨著電加工技術(shù)和工藝水平的飛速發(fā)展，針對(duì)上述特殊材料的銑削成形加工技術(shù)作 為前沿電加工技術(shù)被提了出來，其中，放電分層銑削作為一種新的工藝方法越來越受到人 們的關(guān)注。它為放電加工工藝和設(shè)計(jì)所帶來的突破性技術(shù)進(jìn)展，以及用簡(jiǎn)單電極加工復(fù)雜 工件的設(shè)計(jì)思想和靈活的加工方法也越來越為廣大同行所認(rèn)可。尤其是采用高效放電銑削 加工方法對(duì)這些特殊材料的零件進(jìn)行粗加工；具有高效低成本的特點(diǎn)，其效果是機(jī)械切削 加工所無(wú)法比擬的。但是，在放電銑削加工中，由于電流很大，電極損耗問題相當(dāng)突出，因此 應(yīng)用過程中遇到兩方面難題，第一個(gè)是如何解決電極可以補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)度問題，以便在放電銑 削加工中維持高效加工的持續(xù)性。第二個(gè)是解決怎樣補(bǔ)償?shù)膯栴}，這個(gè)問題解決得好壞直 接影響加工精度。對(duì)高效放電銑削加工來說，由于電極損耗量較大，隨之帶來是如何在加工 過程中，對(duì)電極損耗進(jìn)行科學(xué)的補(bǔ)償，以保證被加工工件達(dá)到一定的精度?，F(xiàn)有技術(shù)中，基于加工路徑或加工時(shí)間的原則，在加工中以一定的加工路徑或時(shí) 間結(jié)合工藝實(shí)驗(yàn)電極損耗數(shù)據(jù)或前一路徑或時(shí)間段在線電極損耗檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)電極損耗進(jìn) 行在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償。但是實(shí)際情況是，一方面，由于所加工零件形狀的復(fù)雜性，當(dāng)前加工路徑 或時(shí)段的零件形狀往往與工藝試驗(yàn)或上一路徑或時(shí)段的零件形狀不一致，導(dǎo)致被加工工件 的精度大大下降。另一方面，由于“空刀”(沒有加工余量)情形的存在和加工狀態(tài)不同引 起的電極損耗會(huì)有明顯差異，導(dǎo)致在線電極損耗補(bǔ)償不夠準(zhǔn)確，補(bǔ)償及加工尺寸控制效果 受影響。因此，如何更精準(zhǔn)地補(bǔ)償電極損耗量成為本領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種放電銑削加工中基于放電能量的補(bǔ)償電極損耗方法，該方 法可更好地適應(yīng)工件形狀和加工狀態(tài)的變化而相應(yīng)動(dòng)態(tài)智能地調(diào)整電極補(bǔ)償值，放電加工 中電極損耗補(bǔ)償值更為精準(zhǔn)，從而提高了工件加工精度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種放電銑削加工中在線補(bǔ)償電極 損耗的方法，其特征在于在放電銑削加工過程中，在線檢測(cè)電極與工件之間的放電能量大 小并根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)或前一階段在線檢測(cè)處理的放電能量與電極損關(guān)系耗數(shù)據(jù)來在線 實(shí)時(shí)補(bǔ)償電極的損耗量。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，在與所述加工過程工藝參數(shù)相同的工藝條件下，根據(jù)放電能量與電極損耗之間的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通過統(tǒng)計(jì)的方式確定所述電極的損耗量關(guān)系數(shù)據(jù)。2、上述方案中，根據(jù)所述放電銑削加工過程前階段放電能量與電極實(shí)際損耗之間 在線測(cè)量關(guān)系，確定本階段所述電極的損耗量。3、上述方案中，所述電極實(shí)際損耗通過將電極與相對(duì)工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢 測(cè)電極實(shí)際的損耗。。4、上述方案中，所述前階段放電能量為至少一個(gè)階段放電能量。5、上述方案中，所述放電能量大小通過對(duì)放電功率信號(hào)或者放電電流信號(hào)進(jìn)行定 時(shí)采樣，并累加得出放電能量值。6、上述方案中，所述放電能量以時(shí)間為間隔劃分。7、上述方案中，所述放電能量以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離為間隔劃分。8、上述方案中，所述放電能量以一放電能量累加值為間隔劃分。9、上述方案中，所述放電能量以時(shí)間、電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離和一放電能量累加值為 間隔組合劃分。本發(fā)明的工作原理是在放電銑削加工過程中，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電極與工件之間的 放電能量大小，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)統(tǒng)計(jì)或前一階段在線檢測(cè)處理的放電能量與電極損耗關(guān)系 數(shù)據(jù)來在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償電極的損耗量?？筛眠m應(yīng)工件形狀和加工狀態(tài)的變化而相應(yīng)動(dòng)態(tài)地 調(diào)整電極補(bǔ)償值，使放電加工中電極損耗補(bǔ)償值更為精準(zhǔn)，從而提高了工件加工精度。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于對(duì)放電能量實(shí)時(shí)檢測(cè)在線電極損耗補(bǔ)償?shù)姆椒?，抓住了在其它工藝條 件一定的情況下放電加工中放電能量這一對(duì)電極損耗影響的最主要因素與現(xiàn)有的加工中 僅以一定加工路徑或時(shí)間長(zhǎng)短，結(jié)合工藝實(shí)驗(yàn)電極損耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或前一路徑或時(shí)間段在線 電極損耗檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)電極損耗進(jìn)行在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法相比，克服了補(bǔ)償期間由于工件形狀 或加工狀態(tài)不同的影響因素，使放電加工中對(duì)電極損耗補(bǔ)償更為精準(zhǔn)，能更好地控制零件 放電加工的尺寸精度，取得更好的加工效果。同時(shí)，這種方法對(duì)放電加工的電極損耗補(bǔ)償也 具很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是完全可行的。


圖1為本發(fā)明放電能量與電極損耗關(guān)系曲線圖；圖2為本發(fā)明方法原理圖一；圖3為本發(fā)明方法原理圖二 ；圖4為本發(fā)明方法原理圖三。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種放電銑削加工中基于放電能量的補(bǔ)償電極損耗方法，如附圖1所示，采用46多孔黃銅電極，加工不銹鋼時(shí)，放電能量與電極損耗關(guān)系 曲線。試驗(yàn)研究表明，在高效放電銑中，當(dāng)其它工藝參數(shù)(如工作液種類壓力、加工極性、電 極和工件材料等)確定時(shí)，影響電極損耗的最大因素是放電能量(它主要由峰值電流、脈 寬、停歇等因素決定)，放電能量越大，則電極損耗越大。
由于所加工零件形狀的復(fù)雜性，往往當(dāng)前加工路徑或時(shí)段的零件形狀與上一路徑 或時(shí)段的形狀不一致，甚至有“空刀”(沒有加工余量)情形，加工狀態(tài)及引起的電極損耗會(huì) 有明顯差異，導(dǎo)致在線電極損耗補(bǔ)償不夠準(zhǔn)確，補(bǔ)償及加工尺寸控制效果受影響。如附圖3所示，在與所述加工過程工藝參數(shù)相同的工藝條件下，根據(jù)放電能量與 電極損耗之間的實(shí)驗(yàn)測(cè)量并通過統(tǒng)計(jì)的方式確定所述電極的損耗量。在放電銑削加工過程中，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電極與工件之間的放電能量大小并根據(jù)通 過試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)放電能量與電極損耗量的關(guān)系數(shù)據(jù)來在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償電極的損耗。所述放電能量大小通過對(duì)放電功率信號(hào)或者放電電流信號(hào)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)定時(shí)采 樣，并累加得出放電能量值。所述放電能量可以時(shí)間為間隔劃分；也可以以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離為間隔劃分；也 以一放電能量累加值為間隔劃分；也以時(shí)間、電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離和一放電能量累加值為間 隔組合劃分。實(shí)施例二一種放電銑削加工中基于放電能量的補(bǔ)償電極損耗方法，如附圖1所示，采用Φ6多孔黃銅電極，加工不銹鋼時(shí)，放電能量與電極損耗關(guān)系 曲線。試驗(yàn)研究表明，在高效放電銑中，當(dāng)其它工藝參數(shù)(如工作液種類壓力、加工極性、電 極和工件材料等)確定時(shí)，影響電極損耗的最大因素是放電能量(它主要由峰值電流、脈 寬、停歇等因素決定)，放電能量越大，則電極損耗越大。如附圖4所示，在放電銑削加工過程中，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)電極與工件之間的放電能 量大小，根據(jù)所述放電銑削加工過程前階段放電能量與電極實(shí)際損耗之間在線測(cè)量關(guān)系數(shù) 據(jù)，確定本階段所述電極的損耗量來在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償電極的損耗。所述電極實(shí)際損耗通過將電極與相對(duì)工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測(cè)。所述前階段放電能量為至少一個(gè)階段放電能量。所述放電能量大小通過對(duì)放電功率信號(hào)或者放電電流信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，并累加 得出放電能量值。所述放電能量可以時(shí)間為間隔劃分；也可以以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離為間隔劃分；也 可以一放電能量累加值為間隔劃分；也以時(shí)間、電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離和一放電能量累加值為 間隔組合劃分。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種放電銑削加工中基于放電能量的補(bǔ)償電極損耗方法，其特征在于在放電銑削加工過程中，根據(jù)在線檢測(cè)電極與工件之間的放電能量大小來補(bǔ)償電極的損耗量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在與所述加工過程工藝參數(shù)相同的工藝 條件下，根據(jù)放電能量與電極損耗之間的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通過統(tǒng)計(jì)的方式確定所述電極的損耗 量與放電能量之間關(guān)系數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)所述放電銑削加工過程前階段放電 能量與電極實(shí)際損耗之間在線測(cè)量關(guān)系數(shù)據(jù)，確定本階段所述電極相對(duì)放電能量的損耗 量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述電極實(shí)際損耗通過將電電極與相對(duì) 工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測(cè)電極實(shí)際的損耗。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述前階段放電能量為至少一個(gè)階段放 電能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述放電能量大小通過對(duì)放電功率信號(hào) 或者放電電流信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，并累加得出放電能量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述放電能量以時(shí)間為間隔劃分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述放電能量以電極運(yùn)動(dòng)軌跡 距離為間隔劃分。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述放電能量以一放電能量累 加值為間隔劃分。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述放電能量以時(shí)間、電極運(yùn) 動(dòng)軌跡距離和一放電能量累加值為間隔組合劃分。
全文摘要
一種放電銑削加工中基于在線放電能量檢測(cè)的補(bǔ)償電極損耗的方法，其特征在于在放電銑削加工過程中，基于在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的電極與工件之間的放電能量大小來補(bǔ)償電極的損耗。在與所述加工過程工藝參數(shù)相同的工藝條件下，根據(jù)放電能量與電極損耗之間的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通過統(tǒng)計(jì)的方式確定所述電極損耗量與放電能量關(guān)系數(shù)據(jù)；或者，根據(jù)所述放電銑削加工過程前階段放電能量與電極實(shí)際損耗之間在線測(cè)量關(guān)系數(shù)據(jù)，確定本階段所述電極相對(duì)于放電能量損耗量。所述電極實(shí)際損耗通過將電電極與相對(duì)工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測(cè)。所述放電能量大小通過對(duì)放電功率或電流信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，并累加得出放電能量值。本發(fā)明可更好適應(yīng)工件形狀和加工狀態(tài)的變化而相應(yīng)動(dòng)態(tài)地調(diào)整電極補(bǔ)償值，使放電銑加工中電極損耗補(bǔ)償值更為精準(zhǔn)，從而提高了工件加工精度。
文檔編號(hào)B23H5/04GK101982280SQ20101028314
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者萬(wàn)符榮, 葉軍, 吳國(guó)興, 吳強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司