專利名稱：放電加工方法和設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制放電加工設備的方法以及這種放電加工設備。
背景技術(shù)：
—般地，在已知的放電加工中，在充滿加工流體或液體電介質(zhì)(例如，油)的加工間隙上以離散電脈沖的形式施加電能。離散電脈沖導致工具電極與工件之間的連續(xù)放電。工具電極與工件之間的窄空間限定了加工間隙，也被稱作工作間隙。放電導致從工件的材料移除，并且另外導致工具電極的磨損。典型地，隨著材料移除繼續(xù)進行，工具電極通過伺服進給裝置相對于工件前進。根據(jù)瞬時過程條件，連續(xù)控制加工間隙距離。將表示當前工作間隙距離的信號(例如，點火延遲和/或平均電壓)與表示期望工作間隙距離的值(參考值)進行比較，并計算這些值之間的結(jié)果產(chǎn)生的誤差，以生成針對驅(qū)動電動機的新命令值，以便調(diào)整正確的工作間隙距離。這樣，對工件和電極的相對位置的控制允許創(chuàng)建連續(xù)材料移除放電。材料移除和放電導致電介質(zhì)和氣體的腐蝕碎片、過程副產(chǎn)物、熱分解產(chǎn)物對加工間隙區(qū)的污染。已知通過利用新鮮的加工流體沖刷加工間隙區(qū)并通過將工具電極循環(huán)地收縮離開工件來移除這種污染。從US 4，288，675 A中已知，使用(放電)脈沖串(每個脈沖串由多個加工脈沖構(gòu)成)，以及改變連續(xù)脈沖串的持續(xù)時間和/或不工作時間(off-time)，以減少電極磨損。每個單個脈沖的脈沖持續(xù)時間和脈沖串的每個單個脈沖之間的不工作時間是在加工之前預置的，并取決于例如電極材料。根據(jù)所檢測到的、工具電極的相對前進移動的速率，在加工期間調(diào)整脈沖串的持續(xù)時間或工作時間(on-time)和/或連續(xù)脈沖串之間的不工作時間，以將沿加工表面的電流密度維持基本上恒定在期望值，而不管在工具電極的相對前進移動期間加工區(qū)域中的改變。從US 4, 503, 309 A中已知，在脈沖串中間斷地使用增大的電流脈沖，以實現(xiàn)期望電流密度并提高過程穩(wěn)定性。如所述，典型地，工具電極易于磨損。從US 3，558，842 A中已知，保護膜在放電加工過程中在具體條件下形成在工具電極上。保護膜例如由工作液體的產(chǎn)物形成和/或由因加工間隙上的放電而產(chǎn)生的產(chǎn)物形成。保護膜的形成可以用于保護工具電極，并且從而減少其磨損。例如，可在http://www.gfac.com/fileadmin/user_upload/dev-agiecharmilles/News/Result_today_4/Results_today_04_E_articlell.pdf 處下載的文章“Zero wear - The“Perpetuum Mobile” of die-sinking EDM”在第28頁描述了一種放電加工，其中，在刻模(die-sinking) EDM中使用石墨電極。石墨不會熔化,但它會升華。根據(jù)該文獻，EDM過程一開始，所移除的材料就與分解產(chǎn)物一起從含碳電介質(zhì)漂移至石墨電極。通過在該過程期間控制溫度的降低，碳沉淀到電極表面上。從而，在電極上形成保護原始電極的層。對EDM過程進行控制，使得該層在電極上的生長和由放電脈沖導致的發(fā)生在保護層上的磨損處于平衡。因此，可以減少電極的磨損。然而，特別是在中加工和微加工中卿，例如，在中尺度(瞬時電極表面積10 mm2至I mm2)中以及在微尺度(瞬時電極表面積處于I mm2至0.010 mm2之間或更小，或者在電極上的最小尺寸低于I mm)中)，對于上述加工過程，電極磨損也是可觀的。瞬時電極表面被定義為其上出現(xiàn)放電(火花)的電極表面的投影表面積，并且，工具電極的最小尺寸可以指代電極的結(jié)構(gòu)，例如肋狀物，其中，肋狀物的厚度低于I mm (不考慮肋狀物的長度和寬度)。因此，本發(fā)明的目的是提供用于控制EDM過程的改進方法(特別用于中-微加工)和改進的放電加工設備(特別用于中-微加工)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種控制至少具有工具電極和工件的放電加工設備的方法，所述方法包括以下步驟:相對于所述工件定位所述工具電極；生成至少一個第一類型放電脈沖和至少一個第二類型放電脈沖，其中，所述至少一個第一類型放電脈沖具有比所述至少一個第二類型放電脈沖的脈沖持續(xù)時間更長的脈沖持續(xù)時間，并且其中，所述第一類型放電脈沖導致在所述工具電極上形成對抗磨損的保護膜，并且所述第二類型放電脈沖導致至少在所述工具電極上的腐蝕；針對從所述工件的材料移除，將所述第一類型放電脈沖和所述第二類型放電脈沖應用于所述工具電極與所述工件之間的間隙，其中，對所述工具電極應用的所述第一類型放電脈沖與所述第二類型放電脈沖之間的比率被定義為使得導致所述工具電極的預定義磨損。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種放電加工設備，包括:工具電極；工作臺，用于接納工件；脈沖發(fā)生器，用于生成放電脈沖；以及控制器，用于控制所述放電加工設備，其中，所述控制器適于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法。在從屬權(quán)利要求、附圖的以下描述中闡述了本發(fā)明的其他方面。


關(guān)于附圖，以示例的方式解釋本發(fā)明的實施例，在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的刻模放電加工設備的實施例；
圖2a至2f示出了根據(jù)本發(fā)明的脈沖串的不同實施例；
圖3a和3b示意了具有根據(jù)第一組的長放電脈沖和根據(jù)第二組的短放電脈沖的實施例，其中，這些脈沖具有增大斜坡部分；
圖4 出了具有不同初始電流、最終電流和路徑的脈沖的另一實施例；
圖5a示出了描繪對于給定表面積、每脈沖的電流和其他過程參數(shù)、針對不同脈沖類型(初始電流、最終電流和電流上升的路徑)、正面(frontal)磨損值相對于脈沖持續(xù)時間的曲線 圖5b示出了描繪對于給定表面積、每脈沖的電流和其他過程參數(shù)、針對不同脈沖類型(初始電流、最終電流和電流上升的路徑)、側(cè)面磨損值相對于脈沖持續(xù)時間的曲線 圖6a至6c示出了根據(jù)本發(fā)明的用于形成脈沖串的屬于第一組的長放電脈沖和屬于第二組的短放電脈沖的不同序列；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的兩個連續(xù)脈沖串的序列；以及 圖8a和8b示出了將長放電脈沖與短放電脈沖的比率保持恒定的實施例。
具體實施例方式圖1示意了根據(jù)本發(fā)明的刻模放電加工設備I的實施例。然而，在進一步繼續(xù)圖1的詳細描述之前，將討論幾個一般項目。如在開頭已經(jīng)描述的那樣，在放電加工中，在充滿加工流體或液體電介質(zhì)(例如，油)的加工間隙上以離散電脈沖的形式應用電能。離散電脈沖導致工具電極與工件之間連續(xù)放電。工具電極與工件之間的窄空間限定了加工間隙或工作間隙。放電導致從工件的材料移除，并且另外導致工具電極的磨損。典型地，隨著材料移除繼續(xù)進行，工具電極通過伺服進給裝置相對于工件前進。根據(jù)瞬時過程條件，連續(xù)控制加工間隙距離。將表示當前工作間隙距離的信號(例如，點火延遲和/或平均電壓)與表示期望工作間隙距離的值(參考值)進行比較，并計算這些值之間的結(jié)果產(chǎn)生的誤差，以生成針對驅(qū)動電動機的新命令值。這樣，對工件和電極的相對位置的控制允許創(chuàng)建連續(xù)材料移除放電。材料移除和放電導致電介質(zhì)和氣體的腐蝕碎片、過程副產(chǎn)物、熱分解產(chǎn)物對加工間隙區(qū)的污染。已知通過利用新鮮的加工流體沖刷加工間隙區(qū)并通過將工具電極循環(huán)地收縮離開工件來移除這種污染。從在開篇中提到的US 4,288,675中已知，使用(放電)脈沖串(每個脈沖串由多個加工脈沖構(gòu)成)，以及改變連續(xù)脈沖串的持續(xù)時間和/或不工作時間，以減少電極磨損。每個單個脈沖的脈沖持續(xù)時間和脈沖串的每個單個脈沖之間的不工作時間是在加工之前預置的，并取決于例如電極材料。根據(jù)所檢測到的、工具電極的相對前進移動的速率，在加工期間調(diào)整脈沖串的持續(xù)時間或工作時間和/或連續(xù)脈沖串之間的不工作時間，以將沿加工表面的電流密度維持基本上恒定，而不管在工具電極的相對前進移動期間加工區(qū)域中的改變。此外，從US 4，503, 309中已知，在脈沖串中間斷地使用增大的電流脈沖，以實現(xiàn)
期望電流密度并提高過程穩(wěn)定性。如所討論的，典型地，工具電極易于磨損。從US 3，558，842和同族成員CH 466452中已知，保護膜在放電加工過程中在具體條件下形成在工具電極上。保護膜例如由工作液體的產(chǎn)物形成和/或由因加工間隙上的放電而產(chǎn)生的產(chǎn)物形成。US 3，558，842描述了周期性地重復由包括其序列的電壓的特定持續(xù)時間、幅度和形式表征的電壓和電流的至少三個脈沖，以導致工件上的較高材料移除并在工具電極表面上形成保護膜。在一個脈沖中合并三種類型的脈沖(即，點火、熱和保護類型)，這是該方法的主要缺陷，特別對于中-微尺度加工。原因在于:針對持續(xù)時間約為20-40 us (取決于其他技術(shù)參數(shù))的短脈沖實現(xiàn)每脈沖的最高材料移除率，而且此外，指定技術(shù)對中-微尺度加工的小尺寸所需的較低電流來說不兼容。另一缺陷是所謂的磨損預算，其中，在單個脈沖內(nèi)包裝的不同脈沖難以利用過程控制而監(jiān)視，以實現(xiàn)低工具磨損或零工具磨損。此外，放電通道的位移導致形狀失真。與該文獻相比，本發(fā)明人認識到可以通過選擇磨損的中性脈沖串位于單個區(qū)中的這種技術(shù)來實現(xiàn)較高的形狀精度，從而將工具電極的原始形狀保持完整。此外，在放電物理學中，已經(jīng)觀察到電極表面上的碳沉積，尤其對于在碳的熱解開始時達到1400°C以上的溫度。根據(jù)溫度和壓力，碳通過熱解從分解產(chǎn)物構(gòu)建。保護膜的形成可以用于保護工具電極，并且從而減少其磨損，如在上述文章“Zerowear - The “Perpetuum Mobile” of die-sinking EDM”中所公開。如在開頭所討論的，在放電期間，在(多個)電極表面上以石墨的形式形成碳。所形成的石墨類型取決于在放電期間在過程和電流控制中涉及的溫度。電極表面(陽極和/或陰極)上沉積的碳還可以包含在放電期間以及在放電結(jié)束時形成的腐蝕產(chǎn)物或碎片。從而，在電極上由包括保護原始電極的電介質(zhì)分解產(chǎn)物的腐蝕產(chǎn)物和石墨形成層。對EDM過程進行控制，使得該層在電極上的生長和由放電脈沖導致的發(fā)生在保護層上的磨損處于平衡。因此，可以減少電極的磨損。在該已知方法中，可以使用脈沖串，脈沖串由例如具有相同脈沖持續(xù)時間且在放電脈沖之間具有相同不工作時間的三個相同放電脈沖構(gòu)成。根據(jù)該方法的脈沖串之間的不工作時間大于單個脈沖串的單個放電脈沖之間的不工作時間。此外，利用該方法，不可能針對復合電極(具有多個不同結(jié)構(gòu)(例如，中尺度和微尺度)的電極)應用高放電電流(例如，8A以上)而不導致工具電極上的高磨損。因此，利用上述方法，總體加工速率較小。這里，該過程可以被視為處于多尺度:
處于微秒級一等離子體反應動力學；
處于單火花級——故障之后溫度和壓力隨持續(xù)時間的改變；
處于多火花級一平均電流密度(占空因數(shù))和脈沖串形成；
處于百毫秒級一兩個沖刷周期之間的時間間隔；以及
處于更大得多的時間級一間隙區(qū)中的腐蝕和污染的深度。在一些實施例中，可以根據(jù)工具電極在腐蝕期間的運動方向，將碳在工具電極上的生長主要表征為側(cè)面生長和正面生長。通過在火花的初始幾微秒(1-30 us)期間控制對加工間隙上的放電(也被稱作“火花”)應用的電流，可以降低電極表面上的高初始溫度，從而脈沖持續(xù)時間的其余部分提高電極的表面溫度，這導致(多個)工具電極表面上的碳形成。如前所述，在高于1400°C的溫度下，碳的熱解開始，這可以是在(多個)電極表面上形成包含石墨和腐蝕產(chǎn)物的保護層的主要因素。所形成的層可以是多孔的，或者其可以甚至比工具電極的基底材料更硬，從而保護工具電極免受典型地導致工具電極磨損的熱和/或研磨力。在一些實施例中，通過控制占空因數(shù)或平均電流密度來控制工具電極表面和放電區(qū)的平均溫度，從而可以控制石墨電極上的碳構(gòu)建的體積。在一些實施例中，可以利用以下三個主要參數(shù)來調(diào)節(jié)每火花的電流電平:初始電流(0.01-25 A)、最終電流(0.1-120 A)及其間的路徑，S卩，電流上升時的不同斜率或梯度。因此，碳構(gòu)建的速率基于包括陽極/陰極材料屬性(例如，比熱、熱導率和電阻率)的所有這些影響。在一些實施例中，每火花的電流上升、電流斜率和初始電流的概圖(prof iIe)可以減少工具電極的磨損，并可以增加碳保護層在工具電極表面上的徑向生長。此外，電極尺寸的幾何尺度效果對碳生長速率和碳構(gòu)建的特性起作用。盡管這里僅提到了熱方面，但是在一些實施例中，碳生長的性質(zhì)也可以歸于其他方面，例如，電磁場、物理-化學氣相沉積、陰極/陽極斑點生成、隨時間變化的高電流密度(0.1-20A或更高)和/或表面積等。
然而，在一些實施例中，特別是在中加工和微加工中(即，例如，在中尺度(瞬時電極表面積10 mm2至I mm2)中以及在微尺度(瞬時電極表面積處于I mm2至0.010 mm2之間或更小，或者工具電極處的最小尺寸結(jié)構(gòu)低于I mm)中)，對于上述加工過程，電極磨損也是可觀的。本發(fā)明人認識到，特別是在上述限定的中加工尺度和微加工尺度中，通過引入至少兩種類型的放電脈沖，可以顯著減少工具電極的磨損，從而可以提高材料移除率和過程穩(wěn)定性。第一類型放電脈沖被配置為在工具電極上形成保護層，并且第二類型放電脈沖被配置為分別導致工具電極和工件上的磨損/腐蝕。通過針對從工件的材料移除而應用所定義的第一和第二類型放電脈沖的比率，可以控制工具電極的磨損。此外，第一和第二類型放電脈沖可以形成具體脈沖串，其中，對于每個脈沖串，磨損幾乎為零。此外，脈沖串包括預定義比率的第一類型和第二類型放電脈沖。第一類型放電脈沖具有比第二類型放電脈沖更長的脈沖持續(xù)時間?？梢砸苍诿}沖串內(nèi)按任何順序設置或生成這兩種不同類型的脈沖的序列和組合。可以將脈沖串定義為放電脈沖的組,其中,通過暫停時間將每個組(即，每個脈沖串)與先前和連續(xù)放電脈沖組(脈沖串)分離，或者，脈沖串還可以由加工期間的放電脈沖的具體模式定義。在一些實施例中，第一類型放電脈沖主要導致在工具電極上徑向形成和/或在工作電極上正面形成對抗磨損的保護膜。第二類型放電脈沖導致(多個)工具電極表面上的腐蝕。主要根據(jù)諸如電流、占空因數(shù)、電極尺寸、陽極-陰極材料屬性和電介質(zhì)之類的參數(shù),短脈沖持續(xù)時間還可以導致更高的材料移除率(MRR)、更高的電極磨損、同時保持過程穩(wěn)定。在一些實施例中，可以通過比在脈沖串內(nèi)的相同或不同類型的脈沖之間使用的暫停持續(xù)時間值中的任一個更長的暫停持續(xù)時間，將脈沖串與連續(xù)脈沖串分離。在一些實施例中，至少兩種放電類型可以分別屬于第一和第二組(例如，如圖5a和5b所示的組I和組2)。從圖5a中可見，對于具有增大的脈沖持續(xù)時間的特定類型的放電(具有所定義的初始電流、最終電流、電流上升的路徑)，工具電極上的正面碳生長增加，并在特定放電持續(xù)時間值(在圖5a中利用參考標記34而標記)處從工具電極上的磨損情形跨越至零磨損，并進一步至電極上的正面碳構(gòu)建。因此，可以形成兩種放電類型的組:
-第一組(組1)，表示第一類型放電，包括作為工具電極的正面磨損達到零時的值的最低脈沖持續(xù)時間值，并包括大于該值的任何脈沖持續(xù)時間值；以及
-第二組(組2)，表示第二類型放電，包括小于正面磨損達到零值時的脈沖持續(xù)時間值的脈沖持續(xù)時間值。同時(S卩，在正面磨損達到零值時的相同脈沖持續(xù)時間值處)，具有增大的脈沖持續(xù)時間的相同類型的放電達到工具電極的側(cè)面磨損變?yōu)榱銜r的值(在圖5b中利用參考標記35而標記)。脈沖持續(xù)時間的進一步增大導致進一步的徑向碳生長，如圖5b所示。在一些實施例中，有可能的是，在指定電流脈沖的脈沖持續(xù)時間值處，工具電極上的正面磨損達到零，但側(cè)面磨損尚未達到零。因此，在一些實施例中，還可以基于側(cè)面磨損值來定義兩個組，其中，在增大的脈沖持續(xù)時間下，達到側(cè)面磨損變?yōu)榱慊蚪咏诹?35)時的脈沖持續(xù)時間值: -側(cè)面磨損變?yōu)榱慊蜃钚≈?35)時的脈沖持續(xù)時間值和大于該值的任何脈沖持續(xù)時間值屬于表示第一類型放電脈沖的第一組(組I);以及
-小于零或最小值側(cè)面磨損脈沖持續(xù)時間值的任何脈沖持續(xù)時間值屬于表示第二類型放電脈沖的第二組(組2)。在一些實施例中，基于根據(jù)正面磨損和/或側(cè)面磨損針對指定脈沖類型(具有給定的初始電流、最終電流和電流上升的路徑)而定義的兩個不同脈沖持續(xù)時間組(組1、2)，形成具體脈沖串，該具體脈沖串包括具有來自組I的脈沖持續(xù)時間的至少一個脈沖和具有來自組2的脈沖持續(xù)時間的至少一個脈沖，并被應用于兩個電極(陽極、陰極)之間的間隙，這導致較低或幾乎為零的工具磨損、高材料移除率和穩(wěn)定的過程。在一些實施例中，該脈沖串包括至少兩個脈沖:由具體脈沖暫停持續(xù)時間分離的屬于組I的第一類型放電脈沖和屬于組2的第二類型放電脈沖。在一些實施例中，可以在脈沖串內(nèi)的任何序列中應用第一類型放電脈沖(組1，例如圖3a)和第二類型放電脈沖(組2，例如圖3b)(參見圖6a至6c和2a中的示例)。在一些實施例中，該脈沖串包括(組I的)至少一個第一類型放電脈沖和(組2的)至少一個第二類型放電脈沖。在這些實施例中，兩個連續(xù)脈沖串之間的暫停持續(xù)時間大于在脈沖串內(nèi)的連續(xù)脈沖之間使用的任何暫停持續(xù)時間(同樣參見圖7)。在一些實施例中，例如，在單個或簡單的工具電極幾何結(jié)構(gòu)的情況下，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員一般公知的消弧方法，并通過引入動態(tài)消弧電壓電平并將其適配為動態(tài)脈沖抑制方法來修改該消弧方法。在這些實施例中，所規(guī)定的脈沖串暫停條件不再有效。因此，在一些實施例中，確定第二類型放電(組2放電)相對于第一類型放電(組I放電)的量，并維持第一和第二類型放電之間的恒定比率(在給定的容限內(nèi))。在這些實施例中，可以基于具有電壓/電流特性和其他脈沖特性(例如，延遲時間、開路電壓、從開路電壓至放電電壓的下降時間、放電電壓的高頻分量等)的各種算法或自適應過程控制來生成具有不同屬性的至少兩種類型的放電脈沖。因此，例如，基于對消弧電平的調(diào)節(jié)，可以在腐蝕期間生成兩種或更多種類型的放電脈沖(組1、2)。在這些實施例中，可以在不創(chuàng)建顯式脈沖串的情況下，在多火花級上執(zhí)行保護層構(gòu)建和磨損過程(還參見圖8a、8b以及以下相關(guān)描述)。因此，用于針對中-微尺度加工實現(xiàn)低磨損的這種動態(tài)脈沖抑制也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一些實施例中，第一類型(組I)和第二類型(組2)放電脈沖的(例如，脈沖串的)具體參數(shù)(例如，初始電流、最終電流、初始和最終電流之間的電流上升的路徑、(多個)脈沖持續(xù)時間、脈沖串內(nèi)的(多個)暫停持續(xù)時間、以及在脈沖串內(nèi)包括其序列的第一類型(組I)放電脈沖和第二類型(組2)放電脈沖的數(shù)目)取決于固定參數(shù)，例如，工具電極的表面結(jié)構(gòu)和/或尺寸、電極材料、加工液體、間隙條件、腐蝕深度等。相應地，一些實施例涉及一種控制放電加工(EDM)設備(特別地，刻模EDM設備或鉆孔EDM設備或銑削EDM設備)的方法。EDM設備至少具有工具電極和工件以及例如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他單元或元件，例如，發(fā)生器、控制器、工作臺等。相對于工件定位工具電極，使得在工具電極與工件之間限定加工間隙。工具電極可以具有不同形狀，例如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的那些。例如，工具電極可以是單個電極、具有多個相同結(jié)構(gòu)的一批電極、具有多個不同結(jié)構(gòu)的復合電極或者可具有任何形狀的特殊電極。
在一些實施例中，工具電極具有至少一個部分，該至少一個部分具有如上定義的中尺度或微尺度區(qū)中的瞬時表面積/尺寸。接下來，生成至少一個第一類型放電脈沖和至少一個第二類型放電脈沖，例如由EDM設備的發(fā)生器生成。該至少一個第一類型放電脈沖具有比該至少一個第二類型放電脈沖的脈沖持續(xù)時間更長的脈沖持續(xù)時間，并且，該第一類型放電脈沖導致在工具電極上形成對抗磨損的保護膜，并且該第二類型放電脈沖導致至少工具電極上的腐蝕。如上所討論，在一些實施例中，該第一類型放電脈沖屬于第一組，并且該第二類型放電脈沖屬于第二組。盡管第一類型放電脈沖的功能是導致在工具電極上形成保護層，該保護層可以是在工具電極上側(cè)面和/或徑向生長的，同樣如上所討論，但是第一類型放電脈沖還可以造成除形成保護層外的另外其他效果(例如，從工件的材料移除)。這對于第二類型放電脈沖也適用，其也可以造成除僅導致工具電極上的磨損和/或工件上的材料移除外的其他效果(例如，過程穩(wěn)定性)。針對從工件的材料移除，將第一和第二類型放電脈沖應用于工具電極。對工具電極應用的第一和第二類型放電脈沖之間的比率被定義為使得導致工具電極的預定義磨損。在一些實施例中，將多個第一和第二類型放電脈沖應用于工具電極。因此，分別通過第一類型和第二類型放電脈沖的數(shù)目來計算第一類型和第二類型放電脈沖之間的比率。通過定義第一和第二類型放電脈沖的特定比率，可以實現(xiàn)保護層在工具電極上的構(gòu)建與工具電極的磨損量之間的預定義平衡，從而控制工具電極的磨損。在一些實施例中，第一和第二類型放電脈沖的序列可以按任何順序。在其他實施例中，第一和第二類型放電脈沖是按預定義順序布置的，例如，一個第一類型放電脈沖后緊跟至少一個第二類型放電脈沖，其中，第一和第二類型放電脈沖通過過程暫停而彼此分離。在一些實施例中，以具體放電脈沖模式將第一和第二類型放電脈沖成組為例如脈沖串，同樣如上所述。在這些實施例中，EDM發(fā)生器生成包括至少一個第一類型放電脈沖和至少一個第二類型放電脈沖的至少一個脈沖串。在第一類型放電脈沖的任何序列中生成(多個)第二類型放電脈沖，例如，一個單個第一類型放電脈沖在脈沖串中第一個出現(xiàn)，并且至少一個第二類型(組2)放電脈沖跟在第一類型放電脈沖之后(同樣如圖2a至2f所示)。在其他實施例中，脈沖串內(nèi)的脈沖序列包括一個單個第一類型放電脈沖(組I)處于至少一個或多個第二類型(組2)放電脈沖之后(如圖6a示例性地示出)，或者一個單個第一類型放電脈沖(組I)插入到兩個或更多個第二類型(組2)放電脈沖之間(如圖6b至6c所示)。針對材料移除，將至少一個脈沖串應用于工具電極。在一些實施例中，生成多個脈沖串，并針對材料移除，將該多個脈沖串應用于工具電極。如上所討論，第一類型放電脈沖(屬于組I)主要導致在工具電極上生成或形成對抗磨損的保護膜或保護層。如以上結(jié)合US 3，558，842所討論，保護膜可以由加工流體和/或工具電極和/或工件的反應粒子形成，例如通過熱解。在一些實施例中，工具電極保護膜包括石墨或嵌入有腐蝕產(chǎn)物的石墨。在這些實施例中，第一類型放電脈沖(組I)適于在工具電極上形成或生成熱解石墨層，該熱解石墨層可以具有與基底電極材料相比更高的硬度。在一些實施例中，特別地在工具電極的正面區(qū)中形成保護層，例如通過正面生長，其中，發(fā)生大多數(shù)放電。第二類型放電脈沖(屬于組2)導致至少工具電極上的腐蝕，并且還導致工件上的腐蝕。由于工具電極主要受由單個第一類型放電(組I)脈沖產(chǎn)生的保護膜保護，因此工具電極自身不磨損或稍微磨損，而通常，已在工具電極上形成的保護層磨破。如上所述，(例如，每個脈沖串的)單個第一類型放電脈沖(組I)具有比第二類型放電脈沖(組2)更長的脈沖持續(xù)時間。第一類型和第二類型放電脈沖(即，組I和組2放電脈沖)可以分離時的特定脈沖持續(xù)時間值取決于脈沖類型/特性(初始電流、最終電流、電流上升的路徑)和關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)(例如，電極表面積、介電油、工件材料、電極材料、兩個連續(xù)脈沖串之間的暫停持續(xù)時間等)。對于具有具體特性(同樣參見圖5a，線32 ;圖513，線37 ;具有正方形的線)和過程條件的給定脈沖類型，基于工具電極的正面磨損，可以在圖5a中找到組I和組2放電脈沖的脈沖持續(xù)時間的定義的示例，和/或，基于工具電極的側(cè)面磨損，可以在圖5b中找到該示例，如以上已更詳細討論。在一些實施例中，例如基于以上討論的特性，定義包含第一類型放電脈沖的持續(xù)時間的第一組(組I)和包含第二類型放電脈沖的持續(xù)時間的第二組(組2)中的每一個。第一和/或第二組的放電脈沖的持續(xù)時間由以下過程參數(shù)中的至少一個確定:電極表面積、脈沖類型(初始電流、最終電流、路徑)、電極-工件材料、連續(xù)脈沖串之間的暫停持續(xù)時間、介電油、工具電極與工件之間的間隙、兩個沖刷周期之間的時間間隔、加工深度、放電電壓和/或電流。在一些實施例中，考慮這些參數(shù)中的至少一些，以指定第一和/或第二類型放電脈沖。在一些實施例中，從放電脈沖的第二組中選擇第二類型放電脈沖的持續(xù)時間，并從放電脈沖的第一組中選擇第一類型放電脈沖的持續(xù)時間。在一些實施例中，第一和/或第二類型放電脈沖至少由初始電流值、最終電流和針對電流上升而取得的路徑指定，從而還定義脈沖的具體曲線。在一些實施例中，脈沖串內(nèi)的脈沖的脈沖類型可以不同。例如，屬于組I和組2的脈沖的脈沖類型可以不同，其中，組I脈沖可以針對更快的碳生長而具有增大傾斜電流，并且組2脈沖可以針對從工具電極和/或工件的更高材料移除而具有矩形電流形狀。在一些實施例中，在一個脈沖串內(nèi)，由第一類型放電脈沖在工具電極上生成的對抗磨損的保護膜幾乎完全被脈沖串的第二類型放電脈沖腐蝕。將具有第一和第二類型放電脈沖的脈沖串應用于工具電極，使得對應的放電發(fā)生在工具電極與工件之間的加工間隙上。因此，在實施例中，在一個脈沖串內(nèi)腐蝕在一個脈沖串內(nèi)產(chǎn)生的保護層的情況下，工具電極在應用每個脈沖串之后(幾乎)具有原始形狀。換言之，在一些實施例中，脈沖串由于組I和2脈沖的組合而中性磨損，同時由于(多個)組2脈沖而大部分實現(xiàn)甚至更高的材料移除率和過程穩(wěn)定性。在一些實施例中，由于該形狀精度特性，還可以利用高精度和形狀精確度來加工中尺度和微尺度的所定義的域中的結(jié)構(gòu)，其中，加工所需的電極的甚至更少數(shù)目導致更高的生產(chǎn)率、更低的資源需求，并因此導致針對許多工程材料(例如，鋼、不銹鋼、鎳合金、鈦合金、鋁、陶瓷、硅等)在宏-中-微尺度中的任何類型的加工(復雜特征，包括多至3:1及以上的較高長寬比的組合電極)的總體成本節(jié)約。在一些實施例中，第二類型放電脈沖的持續(xù)時間低于30微秒。脈沖持續(xù)時間值取決于各種參數(shù)，例如電極表面積、間隙條件、每火花所應用的電流、平均電流等。這允許對陽極和/或陰極區(qū)的快速加工，特別是與上述已知“零磨損”方法或單個類型放電過程技術(shù)相比。在一些實施例中，火花期間的放電電流處于0.1 A至120 A的范圍內(nèi)，并且特別地，約為8 A，并且特別地用于第二類型的放電脈沖(組2脈沖持續(xù)時間)。這種高放電電流還允許工具電極上更高的磨損，并且還可以導致更快的加工過程，特別是與上述“零磨損”方法相比，這是由于在該所述方法中，工具電極的磨損非常高，特別是在高放電電流和低于10 mm2的小電極表面積或低于I mm的最小電極尺寸(例如,肋狀物)的情況下。在一些實施例中，第一類型和/或第二類型放電脈沖具有正方形形狀、增大斜坡部分和/或下降斜坡部分，具有以下主要參數(shù):初始電流、最終電流和針對這兩點之間的電流上升/下降而使用的路徑。在一些實施例中，增大斜坡部分(特別地，增大邊沿)具有以下效果:放電脈沖以較低電流開始，并隨脈沖持續(xù)時間增大。在一些實施例中，這允許針對電極的給定表面積使用放電脈沖的較高峰值電流和/或電流密度，并且還可以便于工具電極上的更快碳生長。類似地，下降斜坡部分(特別地，下降邊沿)具有以下效果:僅在短時間內(nèi)存在放電脈沖的較高峰值電流。因此，這種脈沖形狀允許更高峰值放電電流的應用。在一些實施例中，第二類型放電脈沖(圖2b、2e)和/或第一類型放電脈沖(圖2f)包括峰值部分，其中，例如，該放電脈沖具有比其余放電脈沖顯著更高的電流/電壓。在一些實施例中，這種峰值部分改進了加工速率和/或工具電極上保護層或基底電極材料的移除。在一些實施例中，(多個)第一類型放電脈沖和(多個)第二類型放電脈沖具有正極性，而在其他實施例中，第一類型放電脈沖具有正極性，并且(多個)第二類型放電脈沖具有負極性。負極性可以增加從工具電極對保護層的移除。第二類型放電脈沖還可以由電容性放電生成(參見圖2d)。如上所述，一些實施例涉及中尺度和/或微尺度或者甚至更小表面積(納米尺度)中的加工。在這些實施例中，工具電極具有至少一個截面或表面積或最小尺寸結(jié)構(gòu)，其小于10 mm2,相應地為Imm,在一些實施例中，甚至小于0.010 mm2。在一些實施例中，兩個連續(xù)脈沖串之間的不工作時間大于在單個脈沖串內(nèi)的不同脈沖之間使用的(多個)暫停持續(xù)時間。本發(fā)明人已經(jīng)認識到，在一些實施例中，可以通過在連續(xù)脈沖串之間引入更長的暫?；虿还ぷ鲿r間(>200 u s)來改進總體加工速率，這是由于更長的暫?？梢栽试S加工間隙的更好恢復，并主要取決于脈沖類型(初始電流、最終電流、電流上升的路徑)和過程參數(shù)(例如，電極表面積、兩個沖刷周期之間的時間間隔、介電油、工件和電極材料)。在一些實施例(例如，中-微尺度的單個電極)中，可以利用維持屬于組I的脈沖(更長脈沖持續(xù)時間)與屬于組2的脈沖(更短脈沖持續(xù)時間)的特定比率的算法來替換單個脈沖串，如上所討論?？梢岳妙A置編程或動態(tài)地通過自適應電流控制算法(例如，使用消弧電平)來進行對兩個不同放電類型的生成。在一些實施例中，將第一和第二類型放電脈沖的比率控制在期望值(例如維持恒定)，以提供工具電極的預定義磨損量?！嵤├婕斑m于執(zhí)行如上所述的控制方法的至少一些步驟的放電加工設備，特別地，刻模EDM設備或鉆孔EDM設備。這種EDM設備包括本領(lǐng)域技術(shù)人員典型公知的部件，例如，工具電極、用于接納工件的工作臺、用于生成放電脈沖的脈沖發(fā)生器和用于控制EDM設備的控制器?？刂破鬟m于執(zhí)行如上所述的方法。返回至圖1，其示意了根據(jù)本發(fā)明的刻模放電加工(EDM)設備I。刻模EDM設備的一般結(jié)構(gòu)也是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。刻模EDM設備I具有用于執(zhí)行上述EDM過程的控制塊2?？刂茐K2具有一般控制模塊7、用于控制脈沖發(fā)生器4的發(fā)生器控制模塊8、用于控制工具電極11與工件12之間的加工間隙13的加工間隙控制模塊9、以及用于在加工過程期間接收與加工間隙相關(guān)的數(shù)據(jù)的間隙獲取模塊10。工具電極11和工件12位于加工塊3中。在插補器(interpolator)模塊6和驅(qū)動模塊5上執(zhí)行工具電極11相對于工件12的定位，驅(qū)動模塊5沿如圖1的加工塊3中指示的C、x、y和z方向驅(qū)動定位構(gòu)件,例如伺服進給。工具電極11由石墨制成。在其他實施例中，工具電極可以由適于工具電極的任何其他已知材料(例如，銅-石墨、銅、銅-鎢等)制成。在該實施例中，工件12由金屬制成，但在其他實施例中，其可以由任何導電材料(例如，金屬或?qū)щ娞沾?制成，而且還可以由高電阻材料制成。圖2a至2f示意了可在刻模EDM I中用于加工工件12的不同脈沖串的示例。圖2a至2f在X軸上顯示了脈沖串的脈沖持續(xù)時間，并在I軸上顯示了脈沖串的放電電流。圖2a示意了在第一位置處具有一個第一類型放電脈沖15 (組I)和三個連續(xù)第二類型放電脈沖16 (組2)的脈沖串14，所述第一類型放電脈沖15用于主要在工具電極11上形成保護層，如上所討論，并且所述第二類型放電脈沖16用于腐蝕工件12以及工具電極11上的保護層，同樣如上所討論。這里的放電脈沖15和16具有矩形形狀，即，初始電流與單個脈沖的最終電流相同。對于脈沖串14的放電脈沖15和16，放電電流相同。此外，在本實施例中，用于形成保護層的放電脈沖15與第一腐蝕放電脈沖16之間的不工作時間以及單個腐蝕放電脈沖16之間的不工作時間也是相同的。在每個脈沖串14的應用之間，可以使用不工作時間。在不工作時間期間，加工間隙、工具電極和工件恢復，使得在一些實施例中，總體加工速率比在單個脈沖串之間不存在不工作時間或僅存在較短不工作時間的實施例中更高。如上所述，即，脈沖持續(xù)時間、脈沖之間的不工作時間、腐蝕放電脈沖的數(shù)目、放電電流、脈沖串之間的不工作時間等取決于用于工具電極和工件的材料、間隙條件以及工具電極11的形狀等。這些參數(shù)可以是在刻模EDM設備I中針對組I和組2放電脈沖而預存儲和/或預置的。在其他實施例中，可以動態(tài)確定這些參數(shù)，例如，通過分析加工參數(shù)，諸如放電電壓或電流特性的變化。在一些實施例中，還可以使用其他脈沖串。例如，在一些實施例中，與圖2a的脈沖串14類似的如圖2b所示的脈沖串17具有形成放電脈沖18 (組I)和三個腐蝕放電脈沖19 (組2)的保護層，這三個腐蝕放電脈沖19中的每一個具有峰值部分20。峰值部分20包括放電電流的峰值，其在電流上比腐蝕放電脈沖19的其余部分更高。在一些實施例中，該高峰值電流增強工具電極11和/或工件12的腐蝕，并且從而在一些實施例中增加工具磨損。另外，當?shù)入x子體通道崩潰時，高梯度di/dt促進熔融材料從焊口的噴射。如圖2c所示，在一些實施例中，與圖2a的脈沖串14類似的脈沖串21具有保護層放電脈沖22 (組I)后面緊跟具有負極性的三個腐蝕放電脈沖23 (組2)。脈沖串21的第一放電脈沖22與腐蝕放電脈沖23之間的極性的改變增強了工具電極11上的保護層的腐蝕和/或工件12上的腐蝕。如圖2d所示，在一些實施例中，脈沖串24具有第一放電脈沖25和由電容性放電生成的三個腐蝕放電脈沖26。腐蝕放電脈沖26具有負極性。為了進一步減少工具電極處的磨損或?qū)崿F(xiàn)石墨保護層的更快徑向生長，在一些實施例中以及如圖3a所示，用于構(gòu)建保護層的具有脈沖持續(xù)時間I；的長放電脈沖27 (組I)具有增大邊沿部分28和恒定部分29。增大邊沿部分28以較低初始放電電流開始，并且將最終放電電流增大至高達放電脈沖27的恒定電流區(qū)29的電流Ip該實施例中所取得的路徑是線性的。然而，在其他實施例中，可以生成各種路徑以從初始放電電流Imin達到最終電流Ilj，例如，圖4所示的電流上升。如圖3b所示，短腐蝕放電脈沖30(組2)具有隨整個脈沖持續(xù)時間Ts增大的電流。電流從最小放電電流Imin增大至高達最大放電電流Is。短放電脈沖30在工具電極11上形成磨損，如上所討論。短持續(xù)時間放電脈沖(屬于組2)還可以導致更高的材料移除率。長脈沖27 (圖3a)和短脈沖30 (圖3b)的以上討論的形狀可以適用于任何類型的脈沖串，并且特別地，適用于如圖2a至2f、圖6a至6c和圖7所示且如上討論的脈沖串14、17、21、24、38、42、46、49、52 和 55。如圖4所示，在一些實施例中，這樣形成電流脈沖類型，使得對從初始電流至最終電流的上升31進行優(yōu)化，以平衡高材料移除率和低工具磨損。這里，在前5-10 us中，針對低磨損使用低初始電流，之后，電流快速增大，在幾U s內(nèi)達到最終電流，以便在前0-30Us期間利用高材料移除。脈沖持續(xù)時間的進一步增大導致電極表面上的更高碳生長，并可以導致工件表面上的更高材料移除。以下結(jié)合圖5a和5b示例性地討論組I和組2放電脈沖之間的區(qū)別。如圖5a所示，在一些實施例中，根據(jù)電流脈沖類型(這里，例如，脈沖類型32、33)和給定的過程參數(shù)(例如，電極表面積、每脈沖的電流、暫停持續(xù)時間、介電油、材料組合、兩個沖刷周期之間的時間間隔等)，達到具體脈沖持續(xù)時間值34，其中，正面工具磨損為零或幾乎為零。將包括34處的脈沖持續(xù)時間值在內(nèi)的在這些條件下大于34的所有脈沖持續(xù)時間值分類為組1，組I主要導致至少工具電極上的碳產(chǎn)物形成。將小于34處的值的在這些條件下的所有脈沖持續(xù)時間值分類為組2，組2主要導致工具磨損并且還可以改進材料移除率、過程穩(wěn)定性。點34值可以針對相同條件但由除32、33外的線示出的不同脈沖類型而偏移，并因此可以針對不同組1、2值窗口而偏移。在任何序列中組合來自組I的至少一個脈沖和來自組2的至少一個脈沖，從而形成脈沖串，例如14、17、21、24。如圖5b所示，在一些實施例中，根據(jù)電流脈沖類型(這里，例如，脈沖類型32、33)和給定的過程參數(shù)(例如，電極表面積、每脈沖的電流、暫停持續(xù)時間、介電油、材料組合、兩個沖刷周期之間的時間間隔等)，達到具體脈沖持續(xù)時間值35，其中，側(cè)面工具磨損為零或幾乎為零。將包括35處的脈沖持續(xù)時間值在內(nèi)的在這些條件下大于35的所有脈沖持續(xù)時間值分類為組1，組I主要導致至少工具電極上的碳產(chǎn)物形成。將小于35處的值的在這些條件下的所有脈沖持續(xù)時間值分類為組2，組2主要導致工具磨損并且還可以改進材料移除率、過程穩(wěn)定性。針對相同過程條件，脈沖持續(xù)時間35值可以針對由除圖5b中的37、36外的線示出的不同脈沖類型而偏移，并因此可以針對不同組1、2值窗口而偏移。在任何序列中組合來自組I的至少一個脈沖和來自組2的至少一個脈沖，從而形成脈沖串，例如14、
17、21、24、38、42、46、49 和 52。圖6a至6c和7的以下討論參照具有第一和第二類型放電脈沖的不同序列的脈沖串的實施例。如圖6a至6c所示，在一些實施例中，可以在與14、17、21、24或其他脈沖串形成的特征相組合的脈沖串中的任何序列中布置(多個)長脈沖持續(xù)時間脈沖和(多個)短持續(xù)時間脈沖。兩個連續(xù)脈沖串通常由暫停持續(xù)時間分離，該暫停持續(xù)時間大于在脈沖串內(nèi)的兩個連續(xù)脈沖之間使用的任何暫停持續(xù)時間。圖6a示意了在前三個位置處具有導致腐蝕的三個第二類型放電脈沖48，后面緊跟更長的第一類型放電脈沖47的脈沖串46。在該脈沖串47中，由第二類型放電脈沖48導致的磨損被第一類型放電脈沖47平衡，所述第一類型放電脈沖47導致在工具電極上形成保護層。圖6b示意了脈沖串49，其中，在前兩個位置上定位兩個第二類型放電脈沖51，后面緊跟第一類型放電脈沖50，接著其后面緊跟單個第二類型放電脈沖51。在該脈沖串49中,在至少兩個第二類型放電脈沖51之間插入第一類型放電脈沖50。圖6c示意了脈沖串52，其中，在第一位置上定位單個第二類型放電脈沖54，后面緊跟單個第一類型放電脈沖53，接著其后面緊跟兩個第二類型放電脈沖54。圖7示意了以下實施例:其中，脈沖串55在第一位置上具有第一類型放電脈沖56，后面緊跟第二類型放電脈沖57和另一第二類型放電脈沖57’，該另一第二類型放電脈沖57’具有比先前的第二類型放電脈沖57略長的脈沖持續(xù)時間。第一類型放電脈沖56和第二類型放電脈沖57、57’之間的不工作時間58是相同的。兩個連續(xù)脈沖串55之間的不工作時間59大于一個脈沖串55內(nèi)的單個第一 /第二類型放電脈沖之間的不工作時間58。如圖8a和Sb所示，在一些實施例中，(多個)長脈沖持續(xù)時間脈沖(即，屬于組I的第一類型放電脈沖61 (圖8a)和64 (圖Sb))和(多個)短持續(xù)時間脈沖卿，屬于組2的第二類型放電脈沖62 (圖8a)和65 (圖Sb))可以在不將該長脈沖持續(xù)時間脈沖和短持續(xù)時間脈沖布置在脈沖串中的情況下應用于單個電極。在一些實施例中，它們是在例如模式(60，圖8a ;63，圖8b)中布置的。在這些實施例中，還將組I和2的至少這兩種不同脈沖類型之間的比率維持恒定。可以使用一個或多個過程條件信息(例如，動態(tài)消弧電平)來對該比率進行預編程或動態(tài)計算，以實現(xiàn)低工具磨損和/或高材料移除率。盡管結(jié)合有限數(shù)目的實施例描述了本發(fā)明，但是顯而易見，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，可以允許不脫離本發(fā)明的概念和范圍的修改和變型。所有這些修改和變型被視為不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的概念和范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制至少具有工具電極(11)和工件(12)的放電加工設備(I)的方法，所述方法包括以下步驟: -相對于所述工件(12)定位所述工具電極(11); -生成至少一個第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)和至少一個第二類型放電脈沖(16、19、23、26、30、40、44、48、51、54)，其中，所述至少一個第一類型放電脈沖具有比所述至少一個第二類型放電脈沖的脈沖持續(xù)時間(Ts)更長的脈沖持續(xù)時間(IV)，并且其中，所述第一類型放電脈沖導致在所述工具電極(11)上形成對抗磨損的保護膜，并且所述第二類型放電脈沖導致至少所述工具電極(11)上的腐蝕； -針對從所述工件(12)的材料移除，將所述第一類型放電脈沖和所述第二類型放電脈沖應用于所述工具電極(11)與所述工件(12)之間的間隙(13)，其中，對所述工具電極應用的所述第一類型放電脈沖與所述第二類型放電脈沖之間的比率被定義為使得導致所述工具電極(11)的預定義磨損。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的控制放電加工設備的方法，還包括以下步驟: -生成包括至少一個第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)和至少一個第二類型放電脈沖(16、19、23、26、30、40、44、48、51、54)的脈沖串(14、17、21、24、38、42、46、49、52)，其中，將包括所述第一類型放電脈沖和所述第二類型放電脈沖的脈沖串應用于所述工具電極與所述工件之間的間隙。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，還包括以下步驟: -定義放電脈沖的第一組(組1)，其包括作為所述工具電極的正面和/或側(cè)面磨損達到零時的值的最低脈沖持續(xù)時間值，并包括大于該值的任何脈沖持續(xù)時間值；以及 -定義放電脈沖的第二組(組2)，其包括小于正面和/或側(cè)面磨損達到零值時的脈沖持續(xù)時間值的脈沖持續(xù)時間值。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述第一組和第二組的放電脈沖的脈沖持續(xù)時間還由以下過程參數(shù)中的至少一個確定:電極表面積、脈沖類型、每脈沖的最大電流；連續(xù)脈沖串之間的暫停持續(xù)時間、工具電極與工件之間的間隙、工件材料、電極材料、介電油、兩個沖刷周期之間的時間間隔、加工深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述第二類型放電脈沖(16、19、23、26、30、40、44、48、51、54)的持續(xù)時間(Ts)是從所述第二組中選擇的，并且其中，所述第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)的持續(xù)時間(Tl)是從所述第一組中選擇的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述第一類型放電脈沖和/或第二類型放電脈沖至少由初始電流值(Imin)、最終電流(Iys)和針對電流上升(31)而取得的路徑指定。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，每脈沖的最大放電電流處于0.1 A與120 A之間的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述第一類型放電脈沖(27)和/或所述第二類型放電脈沖(30)具有正方形形狀和/或增大斜坡部分(28)和/或下降斜坡部分，其中主要參數(shù)有:初始電流、最終電流以及用于這兩個點之間的電流上升和/或下降的路徑。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)和第二類型放電脈沖(16、19、30、40、44、48、51、54)中的至少一個包括峰值部分(20)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述至少一個第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)具有正極性，并且所述至少一個第二類型放電脈沖(16、19、30、40、44、48、51、54)具有正或負極性(23、26)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述至少一個第二類型放電脈沖(26)由電容性放電生成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，所述工具電極(11)具有至少一個部分，所述至少一個部分具有處于具有10 mm2 -1 mm2之間的瞬時電極表面積的中尺度或具有低于I mm2的瞬時電極表面積的微尺度的結(jié)構(gòu)，或者具有尺寸低于Imm的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，在一個脈沖串(14、17、21、24)內(nèi)，由所述第一類型放電脈沖(15、18、22、25、27、39、43、47、50、53)在所述工具電極(11)上形成的對抗磨損的保護膜幾乎完全被該脈沖串(14、17、21、24、38、42、46、49、52)的至少一個第二類型放電脈沖(16、19、23、26、30、40、44、48、51、54)腐蝕，使得磨損為零或幾乎為零。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，兩個連續(xù)脈沖串之間的不工作時間(59)大于脈沖串內(nèi)的兩個連續(xù)脈沖之間的任何暫停持續(xù)時間(58)。
15.根據(jù)前述權(quán) 利要求中任一項所述的控制放電加工設備的方法，其中，將第一類型放電脈沖與第二類型放電脈沖的比率維持恒定。
16.—種放電加工設備,包括: -工具電極(11); -工作臺(3)，用于接納工件(12); -脈沖發(fā)生器(4)，用于生成放電脈沖；以及 -控制器(2 )，用于控制所述放電加工設備(I )，其中，所述控制器(2 )適于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的放電加工設備，其中，所述設備是刻模放電加工設備或鉆孔放電加工設備或銑削放電加工設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及放電加工方法和設備。在控制至少具有工具電極和工件的放電加工設備的方法中，執(zhí)行以下步驟相對于工件定位工具電極；生成至少一個第一類型放電脈沖和至少一個第二類型放電脈沖，其中至少一個第一類型放電脈沖具有比至少一個第二類型放電脈沖的脈沖持續(xù)時間更長的脈沖持續(xù)時間，并且第一類型放電脈沖導致在所述工具電極上形成對抗磨損的保護膜，并且第二類型放電脈沖導致至少所述工具電極上的腐蝕；針對從所述工件的材料移除，將第一類型放電脈沖和第二類型放電脈沖應用于所述工具電極與所述工件之間的間隙，其中，對所述工具電極應用的第一類型放電脈沖與第二類型放電脈沖之間的比率被定義為使得導致工具電極的預定義磨損。
文檔編號B23H1/02GK103182570SQ20121058222
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者U.馬拉迪亞, R.克納克, W.達爾布斯科 申請人:阿杰·查米萊斯股份有限公司