本發(fā)明涉及電加工領(lǐng)域，尤其涉及一種電火花成形加工中減少微抖動頻率和幅度的方法。

背景技術(shù)：

電火花成形加工的工作原理是：成形電極與加工工件之間施加周期性的電壓脈沖，通過加工軸的伺服進給來調(diào)整電極與工件之間的距離產(chǎn)生脈沖放電，進而蝕除工件材料，達到型腔加工的目的。

成形電極與加工工件之間施加的周期性的電壓脈沖如圖1所示，脈沖周期T一般為10μs～2ms，根據(jù)不同的加工要求設(shè)置不同的脈沖周期，該電壓脈沖中的脈沖寬度Ton期間用于放電加工，脈沖停歇Toff期間用于消電離，以保證下一個脈沖寬度Ton期間的正常加工。

在加工中，成形電極與加工工件之間的實際工作電壓的波形如圖2所示，因加工材料不同、蝕除物狀態(tài)導(dǎo)致放電周期的不同等因素，實際工作電壓是不穩(wěn)定的，為控制電壓的穩(wěn)定性，另設(shè)有電壓伺服控制系統(tǒng)將實際工作電壓的平均值維持在一個目標范圍內(nèi)，具體是當工作電壓平均值低于目標范圍時，電壓伺服控制系統(tǒng)控制加工軸移動使電極遠離工件而停止脈沖放電（將該停止脈沖放電的時間段標為C，見圖2），當工作電壓平均值高于目標范圍時，電壓伺服控制系統(tǒng)再控制加工軸移動使電極靠近工件重新產(chǎn)生脈沖放電，這一過程即稱之為加工軸伺服微抖動，加工軸伺服微抖動的停止脈沖放電的時間段C一般為10 ms～100 ms，抖動的幅度一般為0.002mm～0.2mm，具體，加工軸伺服微抖動的出現(xiàn)時刻、C維持時間以及抖動幅度均因電壓伺服控制系統(tǒng)的控制而隨機。本領(lǐng)域技術(shù)人員均知，加工軸伺服微抖動出現(xiàn)頻率高和抖動幅度大，就代表加工的不穩(wěn)定，不僅對加工質(zhì)量存在不利影響，還影響加工效率，甚至加工軸伺服微抖動還可以造成過沖和短路。但是，為了控制實際工作電壓的穩(wěn)定性，又必然會隨機出現(xiàn)加工軸伺服微抖動。

故而，如何減少加工軸伺服微抖動的出現(xiàn)頻率和抖動幅度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員力求攻克的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種電火花成形加工中減少微抖動頻率和幅度的方法，以減少加工軸伺服微抖動的出現(xiàn)頻率和抖動幅度，從而實現(xiàn)更高效、高質(zhì)量的加工。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的方法技術(shù)方案是：一種電火花成形加工中減少微抖動頻率和幅度的方法，包括以下步驟：

第一步，設(shè)定一基礎(chǔ)電壓脈沖波形，該基礎(chǔ)電壓脈沖波形為矩形波，該矩形波具有脈沖周期T、脈沖寬度Ton及脈沖停歇Toff；

第二步，在所述基礎(chǔ)電壓脈沖波形的基礎(chǔ)上插入電氣調(diào)控周期B形成新的電壓脈沖波形，具體是將基礎(chǔ)電壓脈沖波形的數(shù)量為J的一組脈沖周期T設(shè)為電氣調(diào)控加工時間Bon，而將后續(xù)的數(shù)量為K的一組脈沖周期T設(shè)為電氣調(diào)控停歇時間Boff，依次重復(fù)設(shè)電氣調(diào)控加工時間Bon和電氣調(diào)控停歇時間Boff，以實現(xiàn)多個電氣調(diào)控周期B；所述電氣調(diào)控加工時間Bon期間保持基礎(chǔ)電壓脈沖波形的原狀態(tài)，而將所述電氣調(diào)控停歇時間Boff期間全部置成低電平；其中，所述J為10～100，K為2～20，所述電氣調(diào)控周期B為1ms～10ms；

第三步，將新的電壓脈沖波形施加于成形電極與加工工件之間，以進行電火花加工。

上述技術(shù)方案中的進一步方案以及有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1、上述方案中，所述電氣調(diào)控加工時間Bon和電氣調(diào)控停歇時間Boff的比例為2:1～10:1。

2、上述方案中，所述電氣調(diào)控周期B為1ms～5ms。

本發(fā)明原理以及效果如下：

本發(fā)明突破性地在基礎(chǔ)的矩形波式電壓脈沖波形上加入了電氣調(diào)控周期B，即插入了電氣調(diào)控停歇時間Boff，表面上看，是減少電壓脈沖的數(shù)量，好像會影響加工效率，但是實際上，在電氣調(diào)控加工時間Bon期間，固定的脈沖使工件與電極之間形成穩(wěn)定的放電工狀態(tài)，直到電氣調(diào)控停歇時間Boff期間，工件與電極之間不放電，就進入充分消電離狀態(tài)，即Bon期間產(chǎn)生的蝕除物在Boff期間排出，這個合理的電氣調(diào)控停歇時間Boff的設(shè)置防止積炭、燒弧等不良脈沖的產(chǎn)生，為下一個電氣調(diào)控加工時間Bon提供有利的放電環(huán)境，就因為在電氣調(diào)控停歇時間Boff期間已經(jīng)將蝕除物排出，竟然大幅地減少了加工軸伺服微抖動C的出現(xiàn)頻率和抖動幅度，使加工過程更穩(wěn)定，反而提高了加工效率和表面質(zhì)量，即獲得了意想不到的效果。

附圖說明

圖1現(xiàn)有技術(shù)中成形電極與加工工件之間施加的周期性的電壓脈沖的示意圖，也同時是本發(fā)明實施例的基礎(chǔ)電壓脈沖波形示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中成形電極與加工工件之間實際工作電壓的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的新的電壓脈沖波形示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的成形電極與加工工件之間實際工作電壓的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的成形電極與加工工件之間實際工作電壓的示意圖，該圖是再帶有機械抬刀方式的狀態(tài)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

實施例：參見圖1、3-5所示：

一種電火花成形加工中減少微抖動頻率和幅度的方法，包括以下步驟：

第一步，設(shè)定一基礎(chǔ)電壓脈沖波形，如圖1所示，該基礎(chǔ)電壓脈沖波形為矩形波，該矩形波具有脈沖周期T、脈沖寬度Ton及脈沖停歇Toff，脈沖周期T一般為10μs～2ms。

第二步，在所述基礎(chǔ)電壓脈沖波形的基礎(chǔ)上插入電氣調(diào)控周期B形成新的電壓脈沖波形，具體是將基礎(chǔ)電壓脈沖波形的數(shù)量為J的一組脈沖周期T設(shè)為電氣調(diào)控加工時間Bon，而將后續(xù)的數(shù)量為K一組的脈沖周期T設(shè)為電氣調(diào)控停歇時間Boff，依次重復(fù)設(shè)電氣調(diào)控加工時間Bon和電氣調(diào)控停歇時間Boff，以實現(xiàn)多個電氣調(diào)控周期B；所述電氣調(diào)控加工時間Bon期間保持基礎(chǔ)電壓脈沖波形的原狀態(tài)，而將所述電氣調(diào)控停歇時間Boff期間全部置成低電平；其中，所述J為10～100，K為2～20，所述電氣調(diào)控周期B為1ms～10ms，較佳為1ms～5ms；所述電氣調(diào)控加工時間Bon和電氣調(diào)控停歇時間Boff的比例為2:1～10:1。

新的電壓脈沖波形，如圖3所示，舉例J為10，K為2。

第三步，將新的電壓脈沖波形施加于成形電極與加工工件之間，以進行電火花加工。

電氣調(diào)控停歇時間Boff設(shè)置在500μs～3ms范圍內(nèi)，已知加工軸的伺服微抖動時間周期至少在10ms～100 ms，所以電氣調(diào)控停歇時間Boff期間不會改變加工軸的伺服方向。

本實施例工作時，在電氣調(diào)控加工時間Bon期間，固定的脈沖使工件與電極之間形成穩(wěn)定的放電加工狀態(tài)，直到電氣調(diào)控停歇時間Boff期間，工件與電極之間不放電，就進入充分消電離狀態(tài)，即Bon期間產(chǎn)生的蝕除物在Boff期間排出，這個合理的電氣調(diào)控停歇時間Boff的設(shè)置防止積炭、燒弧等不良脈沖的產(chǎn)生，為下一個電氣調(diào)控加工時間Bon提供有利的放電環(huán)境，就因為在電氣調(diào)控停歇時間Boff期間已經(jīng)將蝕除物排出，竟然大幅地減少了加工軸伺服微抖動C的出現(xiàn)頻率和抖動幅度，使加工過程更穩(wěn)定，反而提高了加工效率和表面質(zhì)量，即獲得了意想不到的效果。

在加工過程中，成形電極與加工工件之間實際工作電壓就如圖4所示，加工軸伺服微抖動C的出現(xiàn)頻率減少，而維持的時間也變短。

在加工條件特別變差時，可以采用定時機械抬刀的方式來強迫排屑，加入機械抬刀的方式后的，成形電極與加工工件之間實際工作電壓如圖5所示，出現(xiàn)了機械抬刀時間Doff，在機械抬刀時間Doff期間電極被抬起不放電，機械抬刀時間Doff為秒級。

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)明的保護范圍之內(nèi)。