專利名稱：利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單發(fā)放電的方法，特別是一種利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法。屬于特種加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
放電加工是利用工具電極與工件電極之間距離靠近到一定程度發(fā)生的放電現(xiàn)象，在脈沖性放電的作用下將工件上多余材料去除的一種電加工方法。由此可知實(shí)現(xiàn)加工的關(guān)鍵是每一個(gè)脈沖性放電，即許多個(gè)單發(fā)放電完成加工任務(wù)。在研究放電加工工藝、加工機(jī)理時(shí)經(jīng)常會(huì)用到單發(fā)放電，通過考察完整單發(fā)放電痕(坑)的大小，以比較不同條件下放電加工特性的優(yōu)劣。因此實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電、得到完整單發(fā)放電痕，在放電加工的理論研究與加工技術(shù)的開發(fā)中具有十分重要的作用。目前，在放電加工機(jī)上實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法較為復(fù)雜和麻煩，為了實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電，需要改變放電加工機(jī)的控制方式，即對(duì)放電加工機(jī)進(jìn)行適當(dāng)改裝或外加單脈沖控制電路。由于沒有現(xiàn)成的單發(fā)放電控制電路或板卡出售，許多研究工作者在進(jìn)行單發(fā)放電研究時(shí)主要是自己設(shè)計(jì)制作一套單發(fā)脈沖控制電路。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，趙偉在其博士學(xué)位畢業(yè)論文—《電火花加工中電極蝕除及其基礎(chǔ)理論的研究》中(博士學(xué)位論文，西北工業(yè)大學(xué)出版社出版，2003年1月)論述了單發(fā)放電研制方法，該方法是在自行設(shè)計(jì)控制電路基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的。這種方法需要設(shè)計(jì)電路、采購(gòu)元器件、制作控制電路，成本較高，并且需要一定的制作周期，與此同時(shí)往往還會(huì)遇到所設(shè)計(jì)控制電路不穩(wěn)定或與原放電加工機(jī)匹配不理想，在實(shí)際操作時(shí)得到的放電痕經(jīng)常也不盡人意等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法。使其利用主軸加工到設(shè)定位置之后會(huì)自動(dòng)立即抬刀(向上移動(dòng))的功能，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖放電之后，在放電加工機(jī)控制電路作用下，第二個(gè)脈沖還沒有到來之前主軸已經(jīng)抬起，從而實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明步驟如下電極接近工件的位移方向?yàn)閆方向，產(chǎn)生放電痕的平面為XY平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，放電加工的主軸方向?yàn)榇怪盳軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至Z＝1毫米處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閆方向；(3)將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，使電極由原來Z＝1mm位置下降至Z/2，即Z1＝0.5毫米位置，并使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至Z＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸下降至Z/22，再次沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸下降至Z/23，繼續(xù)使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電或加工時(shí)，主軸下降的距離應(yīng)為Z/2n。
電極接近工件的位移方向?yàn)閄方向，產(chǎn)生放電痕的平面為YZ平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，垂直方向?yàn)閆軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至X＝1mm處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閄方向；(3)將電極沿Z或Y方向平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，使電極由原來X＝1mm位置沿X方向移至X/2，即X1＝0.5毫米位置，然后使主軸沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至X＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸下降至X/22，此時(shí)X＝1，再次沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸電極移至X/23，繼續(xù)使主軸沿Z方向或Y方向方向加工至Z＝0或Y＝位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電或加工時(shí)，主軸電極移動(dòng)的距離應(yīng)為X/2n。
電極接近工件的位移方向?yàn)閅方向，放電痕產(chǎn)生的平面為XZ平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，放電加工的主軸方向?yàn)閆軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，然后將電極移至Y＝1mm，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至Y＝1毫米處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閅方向；(3)將主軸電極沿方向X或Z平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，將主軸移至Y/2，即Y1＝0.5毫米位置，并使主軸沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至Y＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸移至Y/22，再次沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸移至Y/23，繼續(xù)使主軸沿X方向加工至X＝0(或Z＝0)位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電時(shí)主軸移動(dòng)的距離應(yīng)為Y/2n。
本發(fā)明的關(guān)鍵是1)保證主軸電極在加工方向移動(dòng)的時(shí)間一定要比脈沖間隔時(shí)間要短小，這樣就可以在原放電加工機(jī)控制電源的控制下，保證一次加工運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)脈沖產(chǎn)生；2)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電極與工件之間的距離以保證能夠產(chǎn)生完整單發(fā)放電痕。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在不借助任何儀器、設(shè)備或?qū)Ψ烹娂庸C(jī)控制電路(包括電源)進(jìn)行改裝、改造的條件下，充分利用放電加工機(jī)自身水平(或垂直)方向的加工性能，實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電；該方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，簡(jiǎn)便可靠，可操作性強(qiáng)，省時(shí)省工(與設(shè)計(jì)制作電路相比)，適用于任何放電加工機(jī)，對(duì)放電加工研究人員探索和研究加工機(jī)理和加工工藝具有特別重要的作用。


圖1不同焦距下的兩幅照片具體實(shí)施方式
結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)容提供以下實(shí)施例1)、準(zhǔn)備工作工件材料Cr12(40×30×8)，電極材料紫銅，尺寸Φ10×50，放電加工機(jī)為瑞士產(chǎn)夏米爾ROBFORM35，將電極裝在主軸中，工件安裝在工作臺(tái)上，設(shè)定放電電流＝64A；脈沖時(shí)間＝100μs；脈沖間隔＝3000μs；開放電壓＝200V；一次加工完畢后；主軸自動(dòng)抬起至Z＝0.8毫米；2)、使電極與工件表面接觸，設(shè)定此接觸點(diǎn)的坐標(biāo)Z＝X＝Y(jié)＝0；3)、將電極主軸手動(dòng)水平移至坐標(biāo)(X＝20，Y＝0，Z＝0.8)處；4)、由坐標(biāo)(X＝20，Y＝0，Z＝0.8)沿X軸方向加工至坐標(biāo)(X＝0，Y＝0，Z＝0.8)點(diǎn)處；5)、由于沒有放電，使用手動(dòng)將主軸移至(X＝20，Y＝0，Z＝0.4)處；6)、由點(diǎn)(X＝20，Y＝0，Z＝0.4)沿X軸方向加工至(X＝0，Y＝0，Z＝0.4)點(diǎn)處，仍然沒有放點(diǎn)；7)、當(dāng)電極主軸由(X＝20，Y＝0，Z＝0.1)坐標(biāo)加工至(X＝0，Y＝0，Z＝0.1)坐標(biāo)時(shí)，得到了完整的單發(fā)放電加工痕(見附圖)。
加工程序1FROM/X，30，Z，0.1(表示電極的所處位置)2VECT/X，0 VECT/Z，0.1；(其中VECT是加工命令.其含義為從電極所處坐標(biāo)位置沿X軸方向加工至坐標(biāo)X＝0，Z＝0.1處)3GOTO/Z，1(執(zhí)行2后電機(jī)回到Z＝1mm位置)4END(加工程序結(jié)束)如圖1所示，左圖為放電痕的邊緣部照片，右圖為放電痕的底部照片，放電痕基本呈圓形，邊緣微微凸起，中間有明顯的凹部，因此這是一個(gè)完整的單發(fā)放電痕。
本發(fā)明在不借助任何儀器、設(shè)備或?qū)Ψ烹娂庸C(jī)控制電路(包括電源)進(jìn)行改裝、改造的條件下，充分利用放電加工機(jī)自身沿坐標(biāo)軸方向的加工性能，從而實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電。
權(quán)利要求
1.一種利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法，其特征在于電極接近工件的位移方向?yàn)閆方向，產(chǎn)生放電痕的平面為XY平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，放電加工的主軸方向?yàn)榇怪盳軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至Z＝1毫米處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閆方向；(3)將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，使電極由原來Z＝1mm位置下降至Z/2，即Z1＝0.5毫米位置，并使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至Z＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸下降至Z/22，再次沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸下降至Z/23，繼續(xù)使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電或加工時(shí)，主軸下降的距離應(yīng)為Z/2n。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法，其特征是，電極接近工件的位移方向?yàn)閄方向，產(chǎn)生放電痕的平面為YZ平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，垂直方向?yàn)閆軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至X＝1mm處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閄方向；(3)將電極沿Z或Y方向平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，使電極由原來X＝1mm位置沿X方向移至X/2，即X1＝0.5毫米位置，然后使主軸沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至X＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸下降至X/22，此時(shí)X＝1，再次沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束，如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸電極移至X/23，繼續(xù)使主軸沿Z方向或Y方向方向加工至Z＝0或Y＝位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電或加工時(shí)，主軸電極移動(dòng)的距離應(yīng)為X/2n。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法，其特征是，電極接近工件的位移方向?yàn)閅方向，放電痕產(chǎn)生的平面為XZ平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)假設(shè)在直角坐標(biāo)系中，放電加工的主軸方向?yàn)閆軸，水平為X、Y兩個(gè)方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，然后將電極移至Y＝1mm，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至Y＝1毫米處；(2)設(shè)定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閅方向；(3)將主軸電極沿方向X或Z平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎(chǔ)上，將主軸移至Y/2，即Y1＝0.5毫米位置，并使主軸沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，加工完畢后主軸自動(dòng)退回至Y＝1毫米位置；(4)當(dāng)工件表面出現(xiàn)完整單發(fā)放電痕，則過程結(jié)束；當(dāng)未產(chǎn)生放電或非完全放電時(shí)，則重復(fù)步驟(3)，然后將主軸移至Y/22，再次沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結(jié)束，如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復(fù)步驟(3)，此時(shí)將主軸移至Y/23，繼續(xù)使主軸沿X方向加工至X＝0(或Z＝0)位置；當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電時(shí)主軸移動(dòng)的距離應(yīng)為Y/2n。
全文摘要
一種利用放電加工機(jī)實(shí)現(xiàn)單發(fā)放電的方法。屬于特種加工領(lǐng)域。電極接近工件的位移方向?yàn)閆方向，產(chǎn)生放電痕的平面為XY平面，實(shí)現(xiàn)步驟如下將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺(tái)中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設(shè)定接觸點(diǎn)為零點(diǎn)，即X＝Y(jié)＝Z＝0，并設(shè)定加工完畢后主軸自動(dòng)回退至Z＝1毫米處；設(shè)定加工脈沖間隔為最大或較大，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向?yàn)閆方向；將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，然后由這個(gè)水平方向加工至原點(diǎn)；利用電極每次沿水平方向加工至原點(diǎn)，在Z軸方向上逐漸逼近工件表面的方法，以得到完整單發(fā)放電痕，當(dāng)?shù)趎次放電時(shí)工件表面出現(xiàn)完整放電加工痕，則過程結(jié)束，第n次放電或加工時(shí)，主軸下降的距離應(yīng)為Z/文檔編號(hào)B23H1/02GK1654147SQ20051002402
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者郭常寧, 裴景玉, 潘安安 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)