临界放电间隙的测量方法

摘要

本发明涉及一种电火花加工技术领域的临界放电间隙的测量方法，首先使工件平面与XOY保持平行并夹紧，将电极与工件在A点接触感知，设定此接触A点的坐标位置为零，然后使电极沿Z轴回退Lmm至坐标位置B点，启动加工程序，使用放电加工机床沿Z轴方向，从B点向下自动加工一个最小距离ΔZmm，加工结束后，电极自动回退至B点，此时观察A点处是否有放电痕，如有，则电极与工件表面的距离Z＝Lmm－ΔZmm即为临界放电间隙，否则将加工距离设定为2×ΔZmm，然后重复上述加工过程。本发明测试时间大幅缩短，测试结果中不含有工件形位误差，测试精度高，观察和操控方便，测试失误少，方法更加简单易行，可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电火花加工技术领域的测量方法，具体是一种临界放电间隙的测量方法。

背景技术

临界放电间隙是指在正负电极之间施加一定电压的条件下，电极之间的加工介质刚刚能够被击穿的极间距离。由于临界放电间隙大小关系到电火花加工的放电范围、加工介质的气化爆炸、加工屑的排除通道、放电加工的特性，以及在估算电火花加工精度方面，都有着非常重要的参考作用，因此在放电加工研究和放电加工机床伺服系统的设计中经常会用到临界放电间隙值。所以低成本、高效、高精度、简单、方便、可靠的临界放电间隙的测试技术具有非常重要的应用价值的。

经对现有技术的文献检索发现，发明专利ZL2004 1 0025206.6，发明名称：“临界放电加工间隙的测量方法”，该发明方法是：首先使电极与工件在A点接触，工件平面与XOY平行，并设定此接触A点的坐标位置为零(X＝Y＝Z＝0)，然后使电极沿Z轴回退(上升)1mm到坐标B点。为了减少工件和电极之间相互影响，使电极沿X(或负方向)正方向平移某一距离ΔX(或-ΔX)到C点。此时，使用机床自带的手动操纵控制盒，沿Z轴方向，手动下降一个可能的最小距离Δt后，设定电极加工方向为X方向，即向原点(X＝0)进行加工。启动加工键，电极以距离工件表面Z＝1mm-Δt的高度(间隙)，经过ΔX路经后平行地加工到达X＝0点处。如果工件和电极之间产生放电了，距离1mm-Δt就是临界放电间隙；如果没有放电，使电极返回到C点，然后再使电极与工件表面距离减小2×Δt，即沿Z方向下降2×Δt，重复上述向X＝0点处加工过程，直到工件和电极之间出现放电。若经过n次电极与工件之间距离减小后产生第一次放电，则临界放电间隙为：1mm-n×Δt，即在XOY平面内得到沿X方向测量的临界放电间隙。该方法不足是：1电极需多次手动下降Δt以及多次沿工件表面进行水平移动(距离一般在若干毫米以上)，其结果是费时耗工，测试与辅助测试时间长；2由于放电痕尺寸很小(一般在几微米～几十微米)，沿工件表面的加工路径仔细观察有无放电痕时十分费力；3由于工件的制造与安装等原因使得其表面沿加工路径上有直线度误差，测试结果中含有形位误差，因此测试精度不高；4在手动控制的过程中，下降距离越短越难操控，因此下降控制困难。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，在保持原有技术中不借助任何其它辅助装置的条件下，提供一种效率提高30％以上、简便的临界放电间隙的测量方法，使其测试时间大幅缩短，测试结果中不含有工件形位误差，测试精度高，观察和操控方便，测试失误少，方法更加简单易行，可靠。

本发明是通过以下技术方案实现的。本发明根据临界放电间隙的测试原理，首先使工件平面与XOY保持平行并夹紧，将电极与工件在A点接触感知，设定此接触A点的坐标位置为零(Z＝0)，然后使电极沿Z轴回退(即上升)Lmm至坐标位置B点，该B点为在电极与工件两端施加开放电压后，不产生放电的位置。此时，启动加工程序，使用放电加工机床沿Z轴方向，从B点向下自动加工一个可能的最小距离ΔZmm(该距离由机床精度决定)，加工结束后，电极自动回退至B点，此时观察A点处是否有放电痕。如有，则电极与工件表面的距离Z＝Lmm-ΔZmm即为临界放电间隙。如果没有放电痕，将加工程序中加工距离设定为2×ΔZmm，然后重复上述加工过程。若在第n次工件表面上第一次观察到放电痕时，则临界放电间隙为：Lmm-n×ΔZmm。

将上述加工方向Z坐标改为X坐标，ΔZ换成ΔX，重复第一步操作，同样可以进行X方向的临界放电间隙测试。

将上述加工方向Z坐标改为Y坐标，ΔZ换成ΔY，重复第一步操作，同样也可以进行Y方向的临界放电间隙测试。

本发明中使用的电极和工件可以为任何导电材料。

本发明的有益效果：1)由于省去了两次电极的水平移动和多次手动下降Δt的时间，仅沿Z轴加工n×Δt距离，该距离一般不大于1mm，即加工距离变短，测试花费时间大为减少，效率提高30％以上；2)由于电极总是在同一点位置进行加工，测试结果与工件的安装和形位误差无关，即测试数据中不含有安装和形位误差，因此测试精度高；3)由于观测点仅为A点，因此观测方便，花费时间减少；4)下降距离由机床控制，所以移动距离精度高(与手动相比)，失误少，操作简单易行，可靠。

附图说明

图1现有测试原理示意图

图2本发明测试原理示意图

图3本发明实施例的效果图

其中：图(a)为加工条件1的加工效果图；图(b)为加工条件2的加工效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

1.准备工作：在车床上加工电极(紫铜Φ10)侧面和端面，在磨床上将工件(材料：Cr13，尺寸30×30)上下两面磨平。并用砂纸(600#，1000#，1500#，3000#)分别将电极端面和工件表面研磨至光亮；

2.安装：将工件安装在夏米尔ROBOFORM35电火花机床的工作台上，找平并加紧，然后将电极装入主轴夹头中；

3.设定：使电极与工件在A点(见附图2)接触并设定此点坐标Z＝0。然后将电极升至Z＝1mm，之后，加工程序中设定Z轴的加工距离为1μm，即电极从Z＝1mm处加工到Z＝0.999mm点处。

加工程序：(1)：FROM/Z，1(表示电极的所处位置)；

(2)：VECT/Z，1-0.001；(其中VECT是加工命令.其含义为：从

电极所处坐标位置沿Z轴方向加工至坐标Z＝0.999mm处)；

(3)：GOTO/Z，1(执行完(2)后电极回到Z＝1mm位置)；

(4)：END(加工程序结束)。

4.测试过程：启动加工程序键，结果没有放电；重复过程3，将加工程序中的加工距离设定为2μm，再次启动加工按钮。直到下降898μm，即间隙为0.102mm时才有第一次放电。同理，改变加工条件后，两次实际测试结果如下：

  临界放电间隙  加工条件1  0.102mm  加工条件2  0.105mm

*加工条件1：开放电压＝120V；放电电流＝24A；脉冲宽度＝200μs；

脉冲间隔＝3000μs。

*加工条件2：开放电压＝120V；放电电流＝32A；脉冲宽度＝200μs；

脉冲间隔＝3000μs。

测试结果非常理想，实施效果图见附图3，图(a)为加工条件1时工件上的放电痕照片。图(b)为加工条件2时工件上的放电痕照片。由图可以清晰地看出，放电痕刚刚出现，还未形成完整的放电坑，并且只有一个。