CN101249617A - 放电加工间隙的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种特种加工技术领域的放电加工间隙的测量方法，步骤为：利用机床接触感知功能使电极与工件沿Z轴接触感知，并设此点为基点；电极沿X或Y轴方向移动后，重新使电极和工件表面在Z轴方向接触感知，记录基点相对该接触点的Z轴坐标差值，将此点坐标设定为零；沿Z轴加工，当加工即将结束，强制断电，使电极停留在放电位置，记录此时电极加工深度，直接对电极和工件表面进行清洗后，将电极沿Z轴方向下降到与加工表面接触的位置，测出Z轴方向虚加工深度；将电极再平移动到基点坐标位置处与基点接触感知，记录此时Z轴坐标值与前次记录的基点坐标值的差，测出加工后的电极损耗，则可得放电加工间隙。本发明简单易行，可靠，准确。

Description

放电加工间隙的测量方法

技术领域

本发明涉及一种特种加工技术领域的测量方法，具体是一种放电加工间隙的测量方法。

背景技术

放电加工间隙是指用电极加工工件过程中，为满足某一设定的平均加工电压，电极与工件之间放电时所具有的放电加工距离。这个极间距离值与极间介质的介电特性有直接关系，即与极间介质中所含的加工屑，颗粒的导电性，颗粒浓度与分布有关。当这些颗粒多，绝缘性差时，则放电间隙距离值就大，反之绝缘性好，间隙距离就小。由于放电加工间隙很小，一般在数微米到数百微米之间，不易测试，并且它的大小不仅直接关系到加工液的气化爆炸力的大小、加工屑排除通道的顺畅，而且也直接影响放电加工效率和加工精度以及加工质量，因此在放电加工研究和电加工机床设计中必然用到放电加工间隙，所以放电加工间隙的测量具有极为重要的实际应用价值和积极的理论意义。

经对现有技术的文献检索发现，有关于放电间隙测试方法的文章“高效放电加工法及工艺参数优化实验研究”(《兵工学报》Vol.26No.2 Mar.2005 pp285～288)中论述了放电加工间隙的测试方法。该方法具体测试步骤如下：1)使电极与工件接触，将这个位置的电极坐标取为零。之后使电极上升1mm；单脉冲放电后，电极不回退，停在放电位置，此时在屏幕上的坐标值即为一次放电加工间隙测量值。按上述的操作，一种加工条件测10次以上取平均值作为放电加工间隙值。由上述可知，测量是在单发放电状态下进行的。而单发放电状态与实际放电加工状态是有较大区别的，主要表现在极间介质状态不同，前者的介质为清洁干净的煤油，绝缘性好；后者的介质为煤油与加工屑颗粒等的混合物，该混合物主要由加工屑，气泡，胶体介质等组成，因此绝缘性差。由于极间绝缘性直接影响间隙大小，所以使用该测量方法得到的极间距离值与实际放电加工状态测得的值有一定偏差，不反映实际加工间隙，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足和缺陷，提供一种放电加工间隙的测量方法，使测量值更加逼近真值，方法简单易行，可靠，准确。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明根据放电加工间隙的原理，包括以下步骤：

第一步，将工件安装在机床工作台上，并使工件平面与坐标XOY平行。然后利用机床接触感知功能，使电极与工件沿Z轴方向接触感知，设定此接触点为基点。

第二步，使电极沿X或Y轴方向移动后，重新使电极和工件表面在Z轴方向接触感知，记录基点相对该接触点的Z轴坐标差值Z₀，当基点比该点坐标值大时Z₀取正，当基点比该点坐标值小时Z₀取负，并将此点坐标设定为零(X＝Y＝Z＝0)。

第三步，设定沿Z轴加工0.5mm，当加工即将结束，电极仍然处于一组放电过程中时，强制断电，使电极停留在刚才的放电位置，记录此时电极加工深度d₁.然后使电极沿Z轴抬刀即电极上升，此时不拆卸电极和工件，直接对电极端面和工件加工表面进行清洗。清洗完毕后，利用机床的接触感知功能，将电极沿Z轴方向下降到与加工表面接触的位置，即可测量出Z轴方向虚加工深度d₂。

第四步，上述过程完成后，将电极沿Z轴方向抬刀，再平移动到基点坐标位置X＝Y＝0处并沿Z轴与基点接触感知，记录此时Z轴坐标值与前次记录的基点坐标值的差S，可测量出加工后的电极沿Z轴方向的损耗量S-Z₀，由此可得放电加工间隙为：

                      d₂-d₁+S-Z₀

本发明中，为了得到逼近真值的放电加工间隙，每一种加工条件进行多次加工实验(越多越精确)，将多次测量数据取平均值作为该种条件下放电加工间隙值。

本发明的有益效果：1)成本低，测试时除了放电加工机，电极，工件，加紧装置之外，不需要任何其他辅助设备和仪器仪表或专用装置，即直接利用机床进行测试；2)测试数据直接来自加工过程中，逼近真值；3)操作简单易行，可靠，并且不受其它条件或环境的限制；4)如果不考虑实验的随机离散性，该方法测试精度高，重复性好，无原理性误差；5)对于研究放电的安定性，预计放电加工精度和质量都有着非常重要的作用和参考价值。

附图说明

图1本发明方法测试原理图

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.电极选用10×10mm的四方体石墨电极ED-4(日本伊碧丹(株))，在磨床上将工件(材料：碳素工具钢SK3，尺寸30×30×15)上下两面磨平。并用砂纸分别将电极端面和工件表面研磨至光亮。

2.将工件安装在日本沙迪克(株)会社产NC电火花机床(MARK X)的工作台上，使工件平面与坐标XOY平行并夹紧。然后将电极装入主轴夹头中。不使用冲(抽)油和定时抬刀，即采用无定时抬刀设定，加工条件如下：

开路电压	120V
		基准电压	30V
电极极性	+
		放电电流	20A
脉冲宽度	200μs
		脉宽系数	50％
工作介质	煤油

3.使电极与工件沿Z轴在基点(见附图1)接触感知，记录此点Z轴坐标值(Z＝0.008mm)，然后将电极沿+X方向平移15mm，之后重新使电极与工件接触感知，记录此点Z轴坐标值(即Z＝0.000)以及此点与基点的Z轴坐标差值(Z₀＝0.008mm)，并设定此点的坐标X＝Y＝Z＝0。

4.在坐标X＝Y＝Z＝0点处，设定沿Z轴加工0.5mm，当加工即将结束前，电极仍然处于一组放电过程中时，强制断电，使电极停在正在放电位置，记录此时电极加工深度d₁＝0.487mm.然后使电极沿Z轴方向抬刀即电极上升，此时不拆卸电极和工件，对电极端面和工件加工表面进行清洗。清洗完毕后，利用机床的接触感知功能，将电极沿Z轴方向下降到与加工表面接触感知的位置，即可测量出虚加工深度d₂＝0.532mm；

5.完成上述过程后，将电极沿Z轴方向抬刀，再沿-X方向平移动到基点(X＝-15mm，Y＝0)处并沿Z轴与基点接触感知，记录此时Z轴坐标值(Z＝0.004mm)与前次记录的基点坐标值(Z＝0.008mm)的差S＝-0.004mm，测量出加工后的电极损耗S-Z₀＝-0.012mm。

为了得到逼近真值的放电加工间隙，重复上述过程4次，测试数据如下：

则该条件下的放电加工间隙为：0.036mm。

Claims (4)

1、一种放电加工间隙的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，将工件安装在机床工作台上，并使工件平面与坐标XOY平行，然后利用机床接触感知功能，使电极与工件沿Z轴方向接触感知，设定此接触点为基点；

第二步，使电极沿X或Y轴方向移动后，重新使电极和工件表面在Z轴方向接触感知，记录基点相对该接触点的Z轴坐标差值Z₀，并将此点坐标设定为零X＝Y＝Z＝0；

第三步，设定沿Z轴加工，当加工即将结束，电极仍然处于一组放电过程中时，强制断电，使电极停留在刚才的放电位置，记录此时电极加工深度d₁，然后使电极沿Z轴抬刀即电极上升，直接对电极端面和工件加工表面进行清洗，清洗完毕后，利用机床的接触感知功能，将电极沿Z轴方向下降到与加工表面接触的位置，即测量出Z轴方向虚加工深度d₂；

第四步，上述过程完成后，将电极沿Z轴方向抬刀，再平移动到基点坐标位置X＝Y＝0处并沿Z轴与基点接触感知，记录此时Z轴坐标值与前次记录的基点坐标值的差S，测量出加工后的电极沿Z轴方向的损耗量S-Z₀，由此得放电加工间隙为：d₂-d₁+S-Z₀。

2、根据权利要求1所述的放电加工间隙的测量方法，其特征是：第二步中，当基点比该接触点坐标值大时Z₀取正，当基点比该接触点坐标值小时Z₀取负。

3、根据权利要求1所述的放电加工间隙的测量方法，其特征是：第三步中，所述设定沿Z轴加工，其加工距离为0.5mm。

4、根据权利要求1所述的放电加工间隙的测量方法，其特征是：每一种加工条件进行多次加工实验，将多次测量数据取平均值作为该种条件下放电加工间隙距离值。

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