CN108581108B - 一种电火花加工电极在位修整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电火花加工电极在位修整方法，该方法包括：将加工件、电极修整刀具、电火花加工电极安装到指定位置，将加工和修整过程所需参数统一编程；依据加工阵列约束条件，移动电火花加工电极对加工件进行放电加工，并实时判断获取的电火花加工电极的移动距离是否小于移动阈值；当移动距离小于移动阈值时，继续对加工；当移动距离大于或者等于移动阈值时，停止加工，移动电火花加工电极至电极修整刀具处进行修整，修整至电火花加工电极初始形状后停止修整，再移动电火花加工电极至停止加工位置，继续加工直至满足加工阵列约束条件后停止。因此，本发明提供的方法不需要将加工电极取下，提高了修整精度和加工效率。

Description

一种电火花加工电极在位修整方法
技术领域
本发明涉及电极加工领域及切削加工技术领域，特别涉及一种电火花加工电极在位修整方法。
背景技术
为解决电火花加工过程中电极损耗致使加工精度降低的问题，目前主要采用电火花加工电极补偿方法。现有电火花加工电极补偿主要包括基于模型预测的电极损耗补偿以及基于加工状态监测的电极损耗补偿。基于模型预测的电极损耗补偿方法主要利用加工之前的模拟仿真，根据电极损耗预测结果进行电极补偿。基于加工状态监测的电极损耗补偿方法是在加工过程中对电极形貌进行实时监测，并基于在线检测结果进行实时补偿。
由于基于模型预测的电极损耗补偿是根据以往加工时的损耗结果为基础建立损耗补偿模型，对加工的损耗情况进行模拟预测，显然补偿精度取决于损耗模型的建立是否准确，而损耗模型的建立取决于当下的仿真和建模算法水平，存在非常大的局限性与不确定性。基于加工状态监测的电极损耗补偿方法在理论上是可行的，其方法为根据加工过程中的具体损耗情况而定，通过控制电极运动实时补偿提高加工精度，但是需要较复杂的辅助监测设备支撑，设备系统成本较高，而且加工效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种电火花加工电极在位修整方法，利用切削加工技术对电极进行形状修整，提高了成型电极电火花加工、放电铣削加工等形式的电火花加工精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电火花加工电极在位修整方法，所述电火花加工电极在位修整方法包括：
将加工件和电极修整刀具固定在加工平台上，电火花加工电极安装在移动主轴上；
获取电极修整刀具位置坐标、加工件初始加工位置坐标，加工阵列约束条件、移动阈值、电火花加工电极初始形状参数，并存储到加工平台上的控制器中；
根据所述加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至加工件初始加工位置处，再根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工；
实时获取所述移动主轴的移动距离，并判断所述移动距离是否小于所述移动阈值；
当所述移动距离小于所述移动阈值时，继续根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工；
当所述移动距离大于或者等于所述移动阈值时，停止所述电火花加工电极对所述加工件放电加工，记录停止加工位置，并依据所述电极修整刀具位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具处；
对磨损的电火花加工电极进行切削修整，修整至电火花加工电极初始形状后停止修整，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至停止加工位置，继续根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工直至满足所述加工阵列约束条件后停止。
可选的，在移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具之前，所述电火花加工电极在位修整方法还包括：将所述电火花加工电极和所述电极修整刀具进行对刀操作，对刀操作完成后，保持所述移动主轴的转速，并依据加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴。
可选的，所述放电加工为铣削放电加工。
可选的，所述铣削放电加工的切削液为电火花专用煤油或者去离子水。
可选的，所述电火花电极为回转体结构的电极。
可选的，所述电火花电极为半球头形电极。
可选的，所述电极修整刀具的形状与所述电火花加工电极的形状相同。
可选的，所述电极修整刀具为不导电刀具。
可选的，所述电极修整刀具为陶瓷刀。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种电火花加工电极在位修整方法，该方法包括：将加工件、电极修整刀具，电火花加工电极安装到指定位置，将加工和修整过程所需参数统一编程；依据加工阵列约束条件，移动电火花加工电极对加工件进行放电加工，并实时判断获取的电火花加工电极的移动距离是否小于移动阈值；当移动距离小于移动阈值时，继续对加工；当移动距离大于或者等于移动阈值时，停止加工，记录停止加工位置，移动电火花加工电极至电极修整刀具处进行切削修整，修整至电火花加工电极初始形状后停止修整，再移动电火花加工电极至停止加工位置，继续加工直至满足加工阵列约束条件后停止。因此，本发明提供的方法不需要将电火花加工电极取下，减少了电火花加工电极在修整过程中的反复装夹累计误差，故而比离线修整的精度要高，且电火花加工电极的补偿动作都通过机床数控编程控制，不存在停机检测，因而不会占用加工时间，相比实时加工状态监测的电极补偿方法，加工效率也有提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例电火花加工电极在位修整方法的流程示意图；
图2为本发明实施例半球头形电极在位修整方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电火花加工电极在位修整方法，利用切削加工技术对电极进行形状修整，提高了成型电极电火花加工、放电铣削加工等形式的电火花加工精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
图1为本发明实施例电火花加工电极在位修整方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例电火花加工电极在位修整方法包括以下步骤：
步骤101：将加工件和电极修整刀具固定在加工平台上，电火花加工电极安装在移动主轴上。
步骤102：获取电极修整刀具位置坐标、加工件初始加工位置坐标，加工阵列约束条件、移动阈值、电火花加工电极初始形状参数，并存储到加工平台上的控制器中。
步骤103：根据所述加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至加工件初始加工位置处，再根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工。
步骤104：实时获取所述移动主轴的移动距离。
步骤105：判断所述移动距离是否小于所述移动阈值。当所述移动距离小于所述移动阈值时，执行步骤103中的根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工。当所述移动距离大于或者等于所述移动阈值时，执行步骤106。
步骤106：停止所述电火花加工电极对所述加工件放电加工，记录停止加工位置，并依据所述电极修整刀具位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具处。
步骤107：对磨损的电火花加工电极进行切削修整，修整至电火花加工电极初始形状后停止修整，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至停止加工位置，继续执行步骤103中的根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工，直至满足所述加工阵列约束条件后停止。
其中，在移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具之前，还包括：将所述电火花加工电极和所述电极修整刀具进行对刀操作，对刀操作完成后，保持所述移动主轴的转速，并依据加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴。优选的，所述电极修整刀具的形状与所述电火花加工电极的形状相同。
优选的，所述电极修整刀具为不导电刀具。
优选的，所述电极修整刀具为陶瓷刀。
实施例二
图2为本发明实施例半球头形电极在位修整方法的流程图，如图2所示，本发明实施例是以半球头形电极的放电铣削加工为例，主要包括前期准备、加工以及修整三部分。
前期准备：将加工件和电极修整刀具固定在加工平台上，半球头形电极安装在移动主轴上，并对电极修整刀具校零；获取电极修整刀具位置坐标和加工件初始加工位置坐标并在工件坐标系中统一编程，获取加工精度，加工阵列要求并在加工程序中统一编程；获取电极初始形状、电极理论损耗值并在修整程序中统一编程。本发明实施例主要以铣削放电加工为主，故而电火花加工电极为回转体结构，即半球头形电极为回转体结构。在加工方法实施前，对半球头形电极的放电加工损耗已经进行相关实验验证和优化，故而损耗参数及本发明实施例实施过程中的放电参数均为已知参数，即电极理论损耗值为已知量。
加工：按照加工阵列要求进行放电加工，至加工精度不满足要求时，停止放电加工，随移动主轴移至电极修整刀具处进行修整。
电极修整：将损耗电极随移动主轴移动至电极修整刀具之前，将损耗电极和电极修整刀具进行对刀操作。对刀操作完成后，保持移动主轴转速，移动主轴按照电极修整刀具位置坐标移动，并按照修整程序中设定的数值，使磨损电极得到切削修整至初始形状。修整完毕后，随移动主轴移动至加工停止处，继续加工。
其中，加工精度不满足要求，即电极损耗超出设定值后，移动至电极修整刀具处，在修整过程中，电极是过量修整以保证修整形状，即电极下移量是超过之前设定的损耗值的。
优选地，在本发明的各实施例中，所述加工方法中，应选用不导电的电极修整刀具材料，因此本发明实施例选择陶瓷刀具作为电极修整刀具。
优选地，在本发明的实施例中，放电铣削中的加工介质用电火花专用煤油或者去离子水，同时作为加工中的切削液。
优选地，在本发明的各实施例中，电极补偿过程可以根据加工任务的情况具体调整，可以进行一次或多次补偿。
本发明实施前提为机床运动精度满足加工要求，即运动至电极修整刀具处的位置精度满足修整要求。
通过本发明提供的在位修整方法，能够更加高效和精确的对加工电极进行在线补偿。
通过本发明提供的在位修整方法，能够在在线修整在运动精度满足要求的情况下可以自动进行修整，不用将加工电极取下，减少了加工电极修整的反复装夹累计误差，故而比离线修整的精度要高，提高了修整精度。且每次修整完毕后，等同于安装了一个新的加工电极，因此加工效果得到了改善。同时，加工电极的补偿动作都通过机床数控编程控制，不存在停机检测，因而不会占用加工时间，相比实时加工状态监测的电极补偿方法，加工效率也有提高。因此，通过本发明提供的在位修整方法，能够更加高效和精确的对加工电极进行在线补偿。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电火花加工电极在位修整方法包括：
将加工件和电极修整刀具固定在加工平台上，电火花加工电极安装在移动主轴上；
获取电极修整刀具位置坐标、加工件初始加工位置坐标，加工阵列约束条件、移动阈值、电火花加工电极初始形状参数，并存储到加工平台上的控制器中；
根据所述加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至加工件初始加工位置处，再根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工；
实时获取所述移动主轴的移动距离，并判断所述移动距离是否小于所述移动阈值；
当所述移动距离小于所述移动阈值时，继续根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工；
当所述移动距离大于或者等于所述移动阈值时，停止所述电火花加工电极对所述加工件放电加工，记录停止加工位置，并依据所述电极修整刀具位置坐标，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具处；
对磨损的电火花加工电极进行切削修整，修整至电火花加工电极初始形状后停止修整，移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至停止加工位置，继续根据所述加工阵列约束条件，移动所述移动主轴，所述电火花加工电极对所述加工件进行放电加工直至满足所述加工阵列约束条件后停止。
2.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，在移动所述移动主轴，使所述电火花加工电极移动至所述电极修整刀具之前，所述电火花加工电极在位修整方法还包括：将所述电火花加工电极和所述电极修整刀具进行对刀操作，对刀操作完成后，保持所述移动主轴的转速，并依据加工件初始加工位置坐标，移动所述移动主轴。
3.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述放电加工为铣削放电加工。
4.根据权利要求3所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述铣削放电加工的切削液为电火花专用煤油或者去离子水。
5.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电火花加工电极为回转体结构的电极。
6.根据权利要求5所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电火花加工电极为半球头形电极。
7.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电极修整刀具的形状与所述电火花加工电极的形状相同。
8.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电极修整刀具为不导电刀具。
9.根据权利要求1所述电火花加工电极在位修整方法，其特征在于，所述电极修整刀具为陶瓷刀。
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