一种放电铣削加工中基于放电能量的补偿电极损耗方法

摘要

一种放电铣削加工中基于在线放电能量检测的补偿电极损耗的方法，其特征在于：在放电铣削加工过程中，基于在线实时检测的电极与工件之间的放电能量大小来补偿电极的损耗。在与所述加工过程工艺参数相同的工艺条件下，根据放电能量与电极损耗之间的实验测量，通过统计的方式确定所述电极损耗量与放电能量关系数据；或者，根据所述放电铣削加工过程前阶段放电能量与电极实际损耗之间在线测量关系数据，确定本阶段所述电极相对于放电能量损耗量。所述电极实际损耗通过将电电极与相对工件设置的基准面接触来检测。所述放电能量大小通过对放电功率或电流信号进行定时采样，并累加得出放电能量值。本发明可更好适应工件形状和加工状态的变化而相应动态地调整电极补偿值，使放电铣加工中电极损耗补偿值更为精准，从而提高了工件加工精度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电铣削加工中在线补偿电极损耗的方法，属于特种加工领域。

背景技术

在航空航天、军工、燃气轮机、模具等领域中有很多特殊材料的零部件需要进行加工，比如钛合金、高温耐热合金、不锈钢等，这些材料粘性较强，导热性差，机械加工性能很差，加工效率很低，特别是刀具费用很大，因此严重制约了这些行业的技术进步和发展。近年来，随着电加工技术和工艺水平的飞速发展，针对上述特殊材料的铣削成形加工技术作为前沿电加工技术被提了出来，其中，放电分层铣削作为一种新的工艺方法越来越受到人们的关注。它为放电加工工艺和设计所带来的突破性技术进展，以及用简单电极加工复杂工件的设计思想和灵活的加工方法也越来越为广大同行所认可。尤其是采用高效放电铣削加工方法对这些特殊材料的零件进行粗加工；具有高效低成本的特点，其效果是机械切削加工所无法比拟的。但是，在放电铣削加工中，由于电流很大，电极损耗问题相当突出，因此应用过程中遇到两方面难题，第一个是如何解决电极可以补偿的长度问题，以便在放电铣削加工中维持高效加工的持续性。第二个是解决怎样补偿的问题，这个问题解决得好坏直接影响加工精度。对高效放电铣削加工来说，由于电极损耗量较大，随之带来是如何在加工过程中，对电极损耗进行科学的补偿，以保证被加工工件达到一定的精度。

现有技术中，基于加工路径或加工时间的原则，在加工中以一定的加工路径或时间结合工艺实验电极损耗数据或前一路径或时间段在线电极损耗检测数据对电极损耗进行在线实时补偿。但是实际情况是，一方面，由于所加工零件形状的复杂性，当前加工路径或时段的零件形状往往与工艺试验或上一路径或时段的零件形状不一致，导致被加工工件的精度大大下降。另一方面，由于“空刀”(没有加工余量)情形的存在和加工状态不同引起的电极损耗会有明显差异，导致在线电极损耗补偿不够准确，补偿及加工尺寸控制效果受影响。

因此，如何更精准地补偿电极损耗量成为本领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种放电铣削加工中基于放电能量的补偿电极损耗方法，该方法可更好地适应工件形状和加工状态的变化而相应动态智能地调整电极补偿值，放电加工中电极损耗补偿值更为精准，从而提高了工件加工精度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种放电铣削加工中在线补偿电极损耗的方法，其特征在于：在放电铣削加工过程中，在线检测电极与工件之间的放电能量大小并根据实验检测统计或前一阶段在线检测处理的放电能量与电极损关系耗数据来在线实时补偿电极的损耗量。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，在与所述加工过程工艺参数相同的工艺条件下，根据放电能量与电极损耗之间的实验测量，通过统计的方式确定所述电极的损耗量关系数据。

2、上述方案中，根据所述放电铣削加工过程前阶段放电能量与电极实际损耗之间在线测量关系，确定本阶段所述电极的损耗量。

3、上述方案中，所述电极实际损耗通过将电极与相对工件设置的基准面接触来检测电极实际的损耗。。

4、上述方案中，所述前阶段放电能量为至少一个阶段放电能量。

5、上述方案中，所述放电能量大小通过对放电功率信号或者放电电流信号进行定时采样，并累加得出放电能量值。

6、上述方案中，所述放电能量以时间为间隔划分。

7、上述方案中，所述放电能量以电极运动轨迹距离为间隔划分。

8、上述方案中，所述放电能量以一放电能量累加值为间隔划分。

9、上述方案中，所述放电能量以时间、电极运动轨迹距离和一放电能量累加值为间隔组合划分。

本发明的工作原理是：在放电铣削加工过程中，在线实时检测电极与工件之间的放电能量大小，并根据实验检测统计或前一阶段在线检测处理的放电能量与电极损耗关系数据来在线实时补偿电极的损耗量。可更好适应工件形状和加工状态的变化而相应动态地调整电极补偿值，使放电加工中电极损耗补偿值更为精准，从而提高了工件加工精度。

由于上述技术方案运用，本发明的有益效果是：

本发明基于对放电能量实时检测在线电极损耗补偿的方法，抓住了在其它工艺条件一定的情况下放电加工中放电能量这一对电极损耗影响的最主要因素与现有的加工中仅以一定加工路径或时间长短，结合工艺实验电极损耗统计数据或前一路径或时间段在线电极损耗检测数据对电极损耗进行在线实时补偿方法相比，克服了补偿期间由于工件形状或加工状态不同的影响因素，使放电加工中对电极损耗补偿更为精准，能更好地控制零件放电加工的尺寸精度，取得更好的加工效果。同时，这种方法对放电加工的电极损耗补偿也具很强的实时性。经实验验证是完全可行的。

附图说明

图1为本发明放电能量与电极损耗关系曲线图；

图2为本发明方法原理图一；

图3为本发明方法原理图二；

图4为本发明方法原理图三。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种放电铣削加工中基于放电能量的补偿电极损耗方法，

如附图1所示，采用ф6多孔黄铜电极，加工不锈钢时，放电能量与电极损耗关系曲线。试验研究表明，在高效放电铣中，当其它工艺参数(如工作液种类压力、加工极性、电极和工件材料等)确定时，影响电极损耗的最大因素是放电能量(它主要由峰值电流、脉宽、停歇等因素决定)，放电能量越大，则电极损耗越大。

由于所加工零件形状的复杂性，往往当前加工路径或时段的零件形状与上一路径或时段的形状不一致，甚至有“空刀”(没有加工余量)情形，加工状态及引起的电极损耗会有明显差异，导致在线电极损耗补偿不够准确，补偿及加工尺寸控制效果受影响。

如附图3所示，在与所述加工过程工艺参数相同的工艺条件下，根据放电能量与电极损耗之间的实验测量并通过统计的方式确定所述电极的损耗量。

在放电铣削加工过程中，在线实时检测电极与工件之间的放电能量大小并根据通过试验统计放电能量与电极损耗量的关系数据来在线实时补偿电极的损耗。

所述放电能量大小通过对放电功率信号或者放电电流信号进行在线实时定时采样，并累加得出放电能量值。

所述放电能量可以时间为间隔划分；也可以以电极运动轨迹距离为间隔划分；也以一放电能量累加值为间隔划分；也以时间、电极运动轨迹距离和一放电能量累加值为间隔组合划分。

实施例二：一种放电铣削加工中基于放电能量的补偿电极损耗方法，

如附图1所示，采用ф6多孔黄铜电极，加工不锈钢时，放电能量与电极损耗关系曲线。试验研究表明，在高效放电铣中，当其它工艺参数(如工作液种类压力、加工极性、电极和工件材料等)确定时，影响电极损耗的最大因素是放电能量(它主要由峰值电流、脉宽、停歇等因素决定)，放电能量越大，则电极损耗越大。

如附图4所示，在放电铣削加工过程中，在线实时检测电极与工件之间的放电能量大小，根据所述放电铣削加工过程前阶段放电能量与电极实际损耗之间在线测量关系数据，确定本阶段所述电极的损耗量来在线实时补偿电极的损耗。

所述电极实际损耗通过将电极与相对工件设置的基准面接触来检测。

所述前阶段放电能量为至少一个阶段放电能量。

所述放电能量大小通过对放电功率信号或者放电电流信号进行定时采样，并累加得出放电能量值。

所述放电能量可以时间为间隔划分；也可以以电极运动轨迹距离为间隔划分；也可以一放电能量累加值为间隔划分；也以时间、电极运动轨迹距离和一放电能量累加值为间隔组合划分。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。