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)計所帶來的突破性技術(shù)進(jìn)展，以及用簡單電極加工復(fù)雜 工件的設(shè)計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，其效果是機(jī)械切削 加工所無法比擬的。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，第一個是如何解決電極可以補(bǔ)償?shù)拈L度問題，以便在放電銑 削加工中維持高效加工的持續(xù)性。第二個是解決怎樣補(bǔ)償?shù)膯栴}，這個問題解決得好壞直 接影響加工精度。對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。現(xiàn)有技術(shù)中，基于加工路徑或加工時間的原則，在加工中以一定的加工路徑或時 間結(jié)合工藝實驗電極損耗數(shù)據(jù)或前一路徑或時間段在線電極損耗檢測數(shù)據(jù)對電極損耗進(jìn) 行在線實時補(bǔ)償。但是實際情況是，一方面，由于所加工零件形狀的復(fù)雜性，當(dāng)前加工路徑 或時段的零件形狀往往與工藝試驗或上一路徑或時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，在線檢測電極與工件之間的放電能量大 小并根據(jù)實驗檢測統(tǒng)計或前一階段在線檢測處理的放電能量與電極損關(guān)系耗數(shù)據(jù)來在線 實時補(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驗測量，通過統(tǒng)計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際損耗之間 在線測量關(guān)系，確定本階段所述電極的損耗量。3、上述方案中，所述電極實際損耗通過將電極與相對工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢 測電極實際的損耗。。4、上述方案中，所述前階段放電能量為至少一個階段放電能量。5、上述方案中，所述放電能量大小通過對放電功率信號或者放電電流信號進(jìn)行定 時采樣，并累加得出放電能量值。6、上述方案中，所述放電能量以時間為間隔劃分。7、上述方案中，所述放電能量以電極運(yùn)動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，所述放電能量以時間、電極運(yùn)動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，在線實時檢測電極與工件之間的 放電能量大小，并根據(jù)實驗檢測統(tǒng)計或前一階段在線檢測處理的放電能量與電極損耗關(guān)系 數(shù)據(jù)來在線實時補(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)明基于對放電能量實時檢測在線電極損耗補(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間長短，結(jié)合工藝實驗電極損耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)或前一路徑或時間段在線 電極損耗檢測數(shù)據(jù)對電極損耗進(jìn)行在線實時補(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，這種方法對放電加工的電極損耗補(bǔ)償也 具很強(qiáng)的實時性。經(jīng)實驗驗證是完全可行的。


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。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實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，放電能量與電極損耗關(guān)系 曲線。試驗研究表明，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，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)前加工路徑或時段的零件形狀與上一路徑 或時段的形狀不一致，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 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 電極損耗之間的實驗測量并通過統(tǒng)計的方式確定所述電極的損耗量。在放電銑削加工過程中，在線實時檢測電極與工件之間的放電能量大小并根據(jù)通 過試驗統(tǒng)計放電能量與電極損耗量的關(guān)系數(shù)據(jù)來在線實時補(bǔ)償電極的損耗。所述放電能量大小通過對放電功率信號或者放電電流信號進(jìn)行在線實時定時采 樣，并累加得出放電能量值。所述放電能量可以時間為間隔劃分；也可以以電極運(yùn)動軌跡距離為間隔劃分；也 以一放電能量累加值為間隔劃分；也以時間、電極運(yùn)動軌跡距離和一放電能量累加值為間 隔組合劃分。實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，放電能量與電極損耗關(guān)系 曲線。試驗研究表明，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，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，在線實時檢測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際損耗之間在線測量關(guān)系數(shù) 據(jù)，確定本階段所述電極的損耗量來在線實時補(bǔ)償電極的損耗。所述電極實際損耗通過將電極與相對工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測。所述前階段放電能量為至少一個階段放電能量。所述放電能量大小通過對放電功率信號或者放電電流信號進(jìn)行定時采樣，并累加 得出放電能量值。所述放電能量可以時間為間隔劃分；也可以以電極運(yùn)動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；也以時間、電極運(yùn)動軌跡距離和一放電能量累加值為 間隔組合劃分。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，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驗測量，通過統(tǒng)計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 能量與電極實際損耗之間在線測量關(guān)系數(shù)據(jù)，確定本階段所述電極相對放電能量的損耗 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際損耗通過將電電極與相對 工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測電極實際的損耗。
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放電功率信號 或者放電電流信號進(jìn)行定時采樣，并累加得出放電能量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的方法，其特征在于所述放電能量以時間為間隔劃分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的方法，其特征在于所述放電能量以電極運(yùn)動軌跡 距離為間隔劃分。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的方法，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任一項所述的方法，其特征在于所述放電能量以時間、電極運(yùn) 動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，基于在線實時檢測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驗測量，通過統(tǒng)計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際損耗之間在線測量關(guān)系數(shù)據(jù)，確定本階段所述電極相對于放電能量損耗量。所述電極實際損耗通過將電電極與相對工件設(shè)置的基準(zhǔn)面接觸來檢測。所述放電能量大小通過對放電功率或電流信號進(jìn)行定時采樣，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B23H5/04GK101982280SQ20101028314
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者萬符榮, 葉軍, 吳國興, 吳強(qiáng) 申請人:蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司