專利名稱：高效放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法，特別涉及高效放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法。
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，加工效率極低，刀具費(fèi)用也很大，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，又有其得天獨(dú)厚的特點(diǎn)，其效果是機(jī)械切削加工所無法比擬的，同時(shí)也是放電加工銑削工藝發(fā)展的一種很主要的趨勢(shì)。但是，在高效放電銑削加工中，由于電流很大，電極損耗相當(dāng)突出，因此應(yīng)用過程中通常遇到兩方面難題，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，隨之帶來的問題是被加工工件的尺寸精度和仿形精度大大下降，尤其對(duì)多型腔加工，無法保證各個(gè)型腔尺寸精度一致?，F(xiàn)有技術(shù)中，一種方法是對(duì)電極損耗進(jìn)行檢測(cè)和在線補(bǔ)償；另一種方法是直接通過軟件對(duì)電極損耗進(jìn)行理論在線補(bǔ)償。然而兩種方式相比之下各有利弊，如果采用第一種方法，顯然精度問題得以解決，但因檢測(cè)而花去的時(shí)間卻使加工效率成倍下降。如果采用第二種方法，盡管對(duì)加工效率無影響，但由于工藝條件存在不定性，電極的補(bǔ)償量與實(shí)際損耗之間的偏差隨著時(shí)間推移越拉越大，最終使得加工精度誤差太大，無法保證精度要求?？傊鲜鰞煞N方法在實(shí)踐中都很難做到兩全其美。針對(duì)上述問題，本發(fā)明著重從解決怎樣補(bǔ)償?shù)膯栴}出發(fā)，提出了一種適合于高效放電銑削加工的電極損耗補(bǔ)償方法，以克服上述不足。至于如何解決電極可以補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)度問題，我們將在另一個(gè)專利申請(qǐng)中進(jìn)行描述。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高效放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法，在高效放電銑削加工過程中，將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合，以組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)變化內(nèi)容解釋如下一、所述在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償?shù)慕M合方式舉例如下1、在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償以多對(duì)一交替方式進(jìn)行。所述多對(duì)一交替具體是指按理論補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行多次補(bǔ)償后，轉(zhuǎn)為在線檢測(cè)補(bǔ)償一次，然后再按理論補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行多次補(bǔ)償，以此反復(fù)。所述多次補(bǔ)償是指一次以上的含意。
這種補(bǔ)償方式中特別是在一個(gè)放電銑削行程的連續(xù)加工中采用在線理論補(bǔ)償，在兩個(gè)銑削行程之間的退電極或換向時(shí)采用基準(zhǔn)對(duì)電極檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線補(bǔ)償。這種方法應(yīng)用在粗、中精度的高效銑削加工中效果最佳。
2、在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償以一對(duì)一交替方式進(jìn)行。所述一對(duì)一交替具體是指按理論補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行一次補(bǔ)償后，轉(zhuǎn)為在線檢測(cè)補(bǔ)償一次，以此反復(fù)。
3、在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償以一對(duì)多交替方式進(jìn)行。所述一對(duì)多交替具體是指按理論補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行一次補(bǔ)償后，轉(zhuǎn)為在線檢測(cè)補(bǔ)償多次，然后再按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次補(bǔ)償，以此反復(fù)。
4、將以上方式進(jìn)行組合獲得的交替方式。
以上幾種方式為具有代表性的幾種典型情況，本發(fā)明交替方式包括所有規(guī)則性和不規(guī)則的組合方式。
二、兩次在線補(bǔ)償?shù)拈g隔進(jìn)一步可以包含以下幾種情況1、在線補(bǔ)償以時(shí)間間隔劃分。
2、在線補(bǔ)償以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離劃分。
3、在線補(bǔ)償以時(shí)間間隔和電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離相結(jié)合劃分。
4、在線補(bǔ)償以放電銑削加工工藝分層特性與電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離劃分。
三、在線理論補(bǔ)償以實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算數(shù)據(jù)或理論計(jì)算數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償。
四、在線檢測(cè)補(bǔ)償為相對(duì)工件設(shè)置基準(zhǔn)面，通過電極與基準(zhǔn)面的接觸檢測(cè)電極實(shí)際長(zhǎng)度，可以得出損耗量再進(jìn)行補(bǔ)償。相對(duì)工件設(shè)置基準(zhǔn)面包括在加工零件上設(shè)置基準(zhǔn)面和在工作臺(tái)上設(shè)置基準(zhǔn)面兩種情況。所述基準(zhǔn)面可以為球面、平面、環(huán)形面等，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)將電極和工件定位，然后把電極移到基準(zhǔn)面上，采用接通電路或接觸感知測(cè)量電極Z軸端面的高度，并由計(jì)算機(jī)把相關(guān)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
本發(fā)明工作原理是在每層銑削加工中，按要求逐步給定電極進(jìn)給量，對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償，在線補(bǔ)償時(shí)將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合，以組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)高效、連續(xù)、準(zhǔn)確的最佳綜合效果。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明在高效放電銑削加工中，將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合，以組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行補(bǔ)償，這樣既很好的吸收了兩種補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)有效克服了兩者的不足，尤其對(duì)于高效放電銑削電加工具有重大意義。
2、本發(fā)明在每層銑削加工中，以在線理論數(shù)據(jù)和在線檢測(cè)數(shù)據(jù)兩種補(bǔ)償相互替換進(jìn)行的方式對(duì)電極損耗進(jìn)行補(bǔ)償，這種放電加工方法不僅具有高效、連續(xù)、準(zhǔn)確的最佳綜合效果，而且可以通過兩種補(bǔ)償方式的靈活組合來滿足不同加工精度，顯然作為一種高效電火花銑削加工方法顯得游刃有余。
3、本發(fā)明適用性比較廣、自動(dòng)化程度高、實(shí)用性強(qiáng)、靈活、可以根據(jù)電極損耗量的大小在加工一個(gè)或幾個(gè)型腔后進(jìn)行自學(xué)習(xí)自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)補(bǔ)償，也可以在粗、中、精加工中分別使用。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例當(dāng)采用高效放電銑削加工鈦合金或高溫耐熱合金工件時(shí)，其在線電極損耗補(bǔ)償方法是在高效放電銑削加工過程中，將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合，以五對(duì)一組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行補(bǔ)償。結(jié)合具體銑削工藝可以設(shè)定成在一個(gè)銑削行程中采用五次理論數(shù)據(jù)進(jìn)行在線補(bǔ)償，而在兩個(gè)銑削行程之間采用在線基準(zhǔn)對(duì)電極檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以此反復(fù)。理論補(bǔ)償使銑削加工保持很好的連續(xù)性，但理論補(bǔ)償由于實(shí)際工藝條件不同，存在一定誤差，而這種誤差經(jīng)多次積累后偏差越來越大，當(dāng)一個(gè)銑削行程結(jié)束后，在對(duì)電極損耗進(jìn)行對(duì)刀檢測(cè)，再將實(shí)測(cè)的電極實(shí)際損耗量進(jìn)行校正性補(bǔ)償。這種結(jié)合工藝進(jìn)行組合的補(bǔ)償方法在實(shí)踐中非常有效。以上理論在線補(bǔ)償?shù)拈g隔既可以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離原則劃分，即當(dāng)電極移動(dòng)一定距離后就進(jìn)行一次理論在線補(bǔ)償，而距離的大小可根據(jù)一個(gè)銑削行程的長(zhǎng)度和理論補(bǔ)償次數(shù)來確定，也可以根據(jù)時(shí)間原則進(jìn)行補(bǔ)償。本實(shí)施例中，所述在線理論補(bǔ)償采用實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過軟件設(shè)定相應(yīng)的進(jìn)給量。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析來獲得。所述在線檢測(cè)補(bǔ)償為在工件上設(shè)置基準(zhǔn)面，通過電極與基準(zhǔn)面的接觸檢測(cè)電極實(shí)際損耗量進(jìn)行補(bǔ)償。所述基準(zhǔn)面可以為球面、平面、環(huán)形面等，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)將電極和工件定位，然后在數(shù)控系統(tǒng)的控制下把電極移到基準(zhǔn)面上，采用接通電路或接觸感知測(cè)量電極Z軸端面的高度，并由計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。上述操作過程中在對(duì)刀時(shí)還可以對(duì)電極進(jìn)行修整。
權(quán)利要求
1.一種高效放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于在高效放電銑削加工過程中，將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合，以組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償?shù)慕M合方式為多對(duì)一交替方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于在一個(gè)銑削行程的連續(xù)加工中采用在線理論補(bǔ)償，在兩個(gè)銑削行程之間的退電極或換向時(shí)采用基準(zhǔn)對(duì)電極檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償?shù)慕M合方式為一對(duì)一交替方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償?shù)慕M合方式為一對(duì)多交替方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線補(bǔ)償以時(shí)間間隔劃分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線補(bǔ)償以電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離劃分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線補(bǔ)償以時(shí)間間隔和電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離相結(jié)合劃分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線理論補(bǔ)償采用實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算數(shù)據(jù)或理論計(jì)算數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電極損耗補(bǔ)償方法，其特征在于所述在線檢測(cè)補(bǔ)償為相對(duì)工件設(shè)置基準(zhǔn)面，通過電極與基準(zhǔn)面的接觸檢測(cè)電極實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行補(bǔ)償。
全文摘要
一種高效放電銑削加工在線電極損耗補(bǔ)償方法,其特征在于:在高效放電銑削加工過程中,將在線理論補(bǔ)償與在線檢測(cè)補(bǔ)償兩種方法相結(jié)合,以組合方式相互交替對(duì)電極損耗進(jìn)行在線補(bǔ)償。組合方式以多對(duì)一交替、一對(duì)一交替或一對(duì)多交替進(jìn)行。在線補(bǔ)償可以時(shí)間、電極運(yùn)動(dòng)軌跡距離或其兩者結(jié)合的間隔劃分。在線理論補(bǔ)償以實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算數(shù)據(jù)或理論計(jì)算數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。在線檢測(cè)補(bǔ)償為相對(duì)工件設(shè)置基準(zhǔn)面,通過電極與基準(zhǔn)面的接觸檢測(cè)電極實(shí)際損耗量進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明方法不僅具有高效、連續(xù)、準(zhǔn)確的最佳綜合效果,而且可以通過兩種補(bǔ)償方式的靈活組合來滿足不同加工精度要求,顯然作為一種高效放電銑削加工精度控制方法顯得游刃有余。
文檔編號(hào)B23H3/04GK1387971SQ0213787
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者吳國(guó)興, 葉軍, 康樂, 萬富榮, 陳敏, 朱紅月 申請(qǐng)人:蘇州中特機(jī)電科技有限公司