CN113523461B - 电极及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电极及其加工方法，电极加工方法包括：提供一待加工电极，待加工电极包括基准台，基准台具有第一表面，第一表面凸设有导电凸台，第一表面在导电凸台以外的区域为待加工面；基于第一刀具，对导电凸台的端面进行加工，并在待加工面的局部区域加工成型基准面；基于第二刀具，在待加工面的余下区域加工成型校平面。本发明提供的技术方案中，通过在基准台的第一表面加工出基准面，且基准面和导电凸台的端面均是使用第一刀具加工成型，有助于消除基准面与导电凸台的端面之间因对刀误差产生的精度误差，从而能够提高电极整体的加工质量；使用第二刀具加工成型校平面，有助于提高校平面的加工效率，从而提高电极整体的加工效率。

Description

电极及其加工方法

技术领域

本发明涉及电极加工技术领域，具体涉及一种电极及其加工方法。

背景技术

电火花成型技术能加工高熔点、高硬度、高强度、高纯度、高韧性的多种材料，具有脉冲放电的能量密度高、便于加工采用普通的机械加工方法难以加工或者无法加工的特殊材料和复杂形状的工件、不受材料硬度影响、不受热处理状况影响等优点，因此被广泛应用在各种领域中。

电火花加工采用的放电工具称之为电极，电极一般由电极基准台和导电凸台两大部分组成。电极本身也是通过机加工的方式成型的，而电极的加工精度直接影响了所加工区域的形状。现有技术中，电极基准台和导电凸台分别使用不同刀具进行加工，因不同刀具存在一定的对刀误差，导致导电凸台的尺寸偏高或偏低等不良，直接影响了电极的合格率。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电极及其加工方法，旨在解决传统电极使用不同刀具加工电极基准台和导电凸台，导致电极不良的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种电极加工方法，包括以下步骤：

提供一待加工电极，所述待加工电极包括基准台，所述基准台具有第一表面，所述第一表面凸设有导电凸台，所述第一表面在所述导电凸台以外的区域为待加工面；

基于第一刀具，对所述导电凸台的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面；

基于第二刀具，在所述待加工面的余下区域加工成型校平面。

可选地，所述导电凸台在所述基准台上分散布设有多个；

所述基于第一刀具，对所述导电凸台的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面的步骤包括：

获取第一刀具的进给路径；

根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面。

可选地，所述根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面的步骤包括：

根据所述进给路径，控制第一刀具对部分所述导电凸台的端面进行加工；

在所述待加工面上加工成型基准面；

对余下的所述导电凸台的端面进行加工。

可选地，所述第一刀具的加工面积小于所述第二刀具的加工面积。

可选地，所述第一刀具包括环刀或者球刀。

可选地，所述第二刀具包括平刀。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电极，所述电极包括：

基准台，具有第一表面；以及，

导电凸台，所述导电凸台凸设于所述第一表面；

其中，所述第一表面在所述导电凸台以外的区域形成校平面和基准面，所述基准面的表面参数相较于所述校平面的表面参数，更接近所述导电凸台的端面的表面参数设置。

可选地，所述基准面的面积小于所述校平面的面积。

可选地，所述导电凸台在所述第一表面上分散布设有多个。

可选地，所述基准面设于所述第一表面的中部或者周侧。

本发明提供的技术方案中，通过在基准台的第一表面加工出基准面，且基准面和导电凸台的端面均是使用第一刀具加工成型，有助于消除基准面与导电凸台的端面之间因对刀误差产生的精度误差，从而能够提高电极整体的加工质量；使用第二刀具加工成型校平面，有助于提高校平面的加工效率，从而提高电极整体的加工效率。

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的电极的加工方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的电极的加工方法的第二实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的电极的加工方法的第三实施例的流程示意图；

图4为本发明提供的电极的一实施例的结构示意图；

图5为图4中的电极与常规电极的Z值检测基准误差的比对示意图；

图6为图4中的电极与常规电极的X、Y值检测基准误差的比对示意图。附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	电极	111	基准面
100	基准台	112	校平面
				110	第一表面	200	导电凸台

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

电火花加工采用的放电工具称之为电极，电极一般由电极基准台和导电凸台两大部分组成。电极本身也是通过机加工的方式成型的，而电极的加工精度直接影响了所加工区域的形状。现有技术中，电极基准台和导电凸台分别使用不同刀具进行加工，因不同刀具存在一定的对刀误差，导致导电凸台的尺寸偏高或偏低等不良，直接影响了电极的合格率。

鉴于上述，本发明提供一种电极，所述电极可应用于例如电火花加工设备，请参阅图4至图6，附图所示为本发明提供的所述电极的具体实施例。

请参阅图4，本发明提供的一种电极1，所述电极1包括基准台100和导电凸台200，其中，所述基准台100具有第一表面110；所述导电凸台200凸设于所述第一表面110；其中，所述第一表面110在所述导电凸台200以外的区域形成校平面112和基准面111，所述基准面111的表面参数相较于所述校平面112的表面参数，更接近所述导电凸台200的端面的表面参数设置。

需要说明的是，本发明提供的所述电极1可以但不限于应用在电火花成型加工设备中；所述电火花是一种自激放电，在实际应用时，所述电极1和工件之间不直接接触，需要维持在合理的距离范围之内，形成火花放电间隙。火花放电间隙中充满工作液，在加工时，电极1的导电凸台200通过高压脉冲放电，不断击穿介质，对工件进行放电腐蚀，达到所需的加工目的。

因此可以理解，所述电极1中，至少所述导电凸台200的制成材质为导电材料，具体例如紫铜、钨铜及石墨等，可根据实际需要进行选取。所述基准台100顾名思义，起到基准标定的作用，用以在所述电极1的加工之前，进行三维坐标系的标定，使得能够确定出电极1的在三维坐标系中的零点，具体可参考现有技术，此处不作赘述。

所述基准台100的外径一般大于所述导电凸台200的外径，使得基准台100形成有朝向所述导电凸台200设置的台阶面，所述台阶面可以构成上述中的第一表面110。

所述基准台100可与所述导电凸台200一体设置，此时，所述电极1可由一块状坯料经例如切削工艺切削成型基准台100和导电凸台200，并对基准台100及导电凸台200的各表面进行精加工，获得所需精度的所述电极1成品；或者，所述基准台100与所述导电凸台200可分体设置，此时，所述基准台100可限定出供所述导电凸台200安装的安装位，所述导电凸台200与所述安装位之间在确保足够安装精度的前提下，进行可拆卸连接。其中，所述可拆卸连接的方式有多种，可以是螺接固定、卡扣固定、粘接固定、吸附固定等方式中的一种或者多种。

可以理解，所述第一表面110可以形成在所述基准台100的任意表面上，所述导电凸台200相对所述第一表面110突出设置，且具体的突出高度可根据实际需要进行调整。所述导电凸台200具有与所述基准台100保持固定连接的固定端、以及与所述固定端呈相对设置的自由端，所述自由端的端面需具有满足预设的表面参数，确保后续加工过程中的精确性和高效性。

所述导电凸台200自身的外径轮廓形状、尺寸、所述自由端的端面形状等在本设计中均不作限制，可以根据实际需要进行调整。

所述导电凸台200突出设置在第一表面110上，占用第一表面110的局部区域，为便于理解，定义第一表面110上除导电凸台200以外的区域形成了校平面112和基准面111。具体而言，所述校平面112和所述基准面111各自的形状、尺寸、二者的相对位置关系均不作限制，所述基准面111用以在电极1的后续使用过程中，起到基准校正的作用，能够辅助进行机床三维坐标系的标定，确定出零点位置；且在后续使用过程中，可通过检测基准面111，获取例如放电取数Z值等。所述校平面112可用于在电极1的后续使用过程中，进行放电加工校平等操作。

在本实施例中，所述基准面111的表面参数相较于所述校平面112的表面参数，更接近所述导电凸台200的端面的表面参数设置，也即，所述基准面111的表面参数与所述导电凸台200的自由端端面的表面参数保持相同或者充分接近，具体而言，所述表面参数可以指在加工过程中，由加工刀具作用在表面时，所形成的参数值；也即，尽可能确保所述基准面111和所述导电凸台200的自由端端面采取同一个、同一种或者同一类的刀具进行加工成型。

如此地，可充分减少或者完全消除基准面111的加工刀具与导电凸台200的自由端端面的加工刀具所产生的的例如对刀误差等，使得基准面111和导电凸台200的自由端端面在进行相对尺寸测量时，同一误差可以被抵消，确保测量结果的高精确性。

进一步地，在一实施例中，所述基准面111的面积小于所述校平面112的面积。可以理解，由于用于加工导电凸台200的自由端端面的刀具(以下定义为第一刀具)的作用面积，一般小于用于加工基准台100的第一表面110的刀具(以下定义为第二刀具)的作用面积，因此在使用第一刀具对基准面111进行加工时，为了提高加工效率，可在确保基准面111的后续基准工作能够正常开展的前提下，减少基准面111的面积，使得第一刀具对基准面111的加工效率提高，继而通过使用第二刀具对校平面112进行加工，有助提高所述电极1的整体加工效率。

在上述实施例中，每一所述基准台100的第一表面110可凸设一个所述导电凸台200，或者，所述导电凸台200在所述第一表面110上分散布设有多个。

具体而言，可以设置多个所述导电凸台200的形状和/或尺寸保持相同，以满足部分场景的加工需求，当然也可将部分的所述导电凸台200作作为余下导电凸台200的备用凸台，便利于日常维护。

此外，多个所述导电凸台200中，至少部分的所述导电凸台200的形状呈差异化设置，使得不同的导电凸台200作用在工件上时，能够获得不同的加工效果。此外，多个所述导电凸台200中，至少部分的所述导电凸台200的高度也可呈差异化设置，同样能够满足多种加工需求。

多个所述导电凸台200在第一表面110上的布设方式不作限制，可以在第一表面110上呈阵列排布、呈辐射状排布、呈线形排布或者随机分散排布等。

进一步地，在一实施例中，所述基准面111设于所述第一表面110的中部或者周侧。为了便利于实际操作，多个导电凸台200一般在第一表面110上均匀布设，例如围绕第一表面110的中部布设，基于此，将基准面111设于第一表面110的中部，使得基准面111与各导电凸台200之间的距离差异较小，便利于对第一刀具的进给路径进行合理规划；将基准面111设于第一表面110的周侧，则能够隔开基准面111所在区域和多个导电凸台200的设置区域，使得基准标定过程与放电加工过程中，基准面111处的操作与导电凸台200处的操作相互不干扰。

此外，基于上述实施例，本发明还提供一种电极加工方法，所述电极1也即上述任一实施例中的电极1。

请参阅图1，在本发明提供的电极加工方法的第一实施例中，所述电机加工方法包括以下步骤：

步骤S10：提供一待加工电极1，所述待加工电极1包括基准台100，所述基准台100具有第一表面110，所述第一表面110凸设有导电凸台200，所述第一表面110在所述导电凸台200以外的区域为待加工面；

可以理解，所述待加工电极1可以是经过粗加工等工序后的电极1，例如可以经过开粗、中修工序后的电极1；所述待加工电极1中，所述基准台100及所述导电凸台200的基本形状已经呈现出，但第一表面110、导电凸台200的自由端端面的表面参数未达到预设要求，需进一步进行表面精加工；在进行表面精加工之前，第一表面110及导电凸台200的自由端端面可预留部分留量，例如可在第一表面110预留约0.05mm的留量，供后续的精加工工序加工去除。

在以上及以下实施例中，所述电极加工过程可以基于一电极加工设备自动操作结合作业人员手动操作完成，所述电极加工设备包括主体以及控制装置，所述主体可以包括例如刀具的装夹部件、工件的装夹部件等基本构件，所述控制装置预先设置有控制程序，所述控制程序可完成下述中的至少部分操作。

步骤S20：基于第一刀具，对所述导电凸台200的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面111；

可以理解，在选定并安装好第一刀具后，对第一道具进行基本的例如对刀操作；当第一刀具的准备工作完成，电极加工设备的控制装置调用预先设置的相关控制程序，确定第一刀具的进给路径，其中，对所述导电凸台200的自由端端面的加工过程、以及对待加工面的局部区域加工成型基准面111的过程，二者的顺序不作限制，可以先加工导电凸台200再加工基准面111，也可先加工基准面111后再加工导电凸台200，确保二者均是使用第一刀具即可。

需要说明的是，所述第一刀具可以是精确到具体规格参数的一种刀具、也可以是符合上述要求的同一类刀具，其中，当所述第一刀具为符合上述要求的同一类刀具时，需确保该类刀具的使用不会产生较大的对刀误差。

所述基准面111可以是待加工面上的任意适宜区域，所述控制装置可预先规划确定出该基准面111的位置区域，或者直接控制第一刀具进给至该区域，或者通过各种标识预先标记出该区域后，先识别出该区域后，再控制第一刀具进给至该区域；当然，所述控制装置也可设置为不专门规划确定出该基准面111的位置区域，由第一刀具随机确定。

步骤S30：基于第二刀具，在所述待加工面的余下区域加工成型校平面112。

可以理解，所述第二刀具可以与第一刀具相同，但一般地，所述第一刀具设置为更适宜加工导电凸台200的自由端端面等加工区域较小的刀具，第二刀具设置为更适宜加工加工区域较大的刀具；当第一刀具更适宜加工小区域时，为了提高加工效率，基准面111的面积一般明显小于校平面112的面积。通过控制第二刀具进给，可对除基准面111以外的待加工面的余下区域进行加工，以成型校平面112。其中，所述校平面112距导电凸台200的自由端端面之间的距离，可略大于、略小于或者等于所述基准面111距导电凸台200的自由端端面的距离。

本发明提供的技术方案中，通过在基准台100的第一表面110加工出基准面111，且基准面111和导电凸台200的端面均是使用第一刀具加工成型，有助于消除基准面111与导电凸台200的端面之间因对刀误差产生的精度误差，从而能够提高电极1整体的加工质量；使用第二刀具加工成型校平面112，有助于提高校平面112的加工效率，从而提高电极1整体的加工效率。

请参阅图2，在本发明提供的电极加工方法的第二实施例中，如上所述，所述导电凸台200在所述基准台100上可分散布设有多个；基于此，上述中的步骤S20：所述基于第一刀具，对所述导电凸台200的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面111包括：

步骤S210：获取第一刀具的进给路径；

步骤S220：根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台200的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面111。

可以理解，由于经过粗加工，多个所述导电凸台200在第一表面110上的分布位置可以大致确定，此时，所述控制装置可首先确定出各个导电凸台200、以及基准面111的所在位置信息，通过采集上述各位置信息，则可按照预设规则确定出一最优的进给路径，供第一刀具按照所述进给路径进行进给，依次对各导电凸台200的自由端端面、基准面111进行加工。

进一步地，在本发明提供的电极加工方法的第二实施例中，上述中的步骤S220：所述根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台200的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面111包括：

步骤S221：根据所述进给路径，控制第一刀具对部分所述导电凸台200的端面进行加工；

步骤S222：在所述待加工面上加工成型基准面111；

步骤S223：对余下的所述导电凸台200的端面进行加工。

上述第二实施例中，各导电凸台200及基准面111的加工顺序不作限制，可根据实际需要进行调整。

而本实施例中，可将所有导电凸台200大致划分为两个加工组，其中，两个加工组中所包含的导电凸台200的数量不作限制，但可选地，两个加工组中所包含的导电凸台200的数量设置为相同或者接近相同，此时，通过规划所述进给路径，可首先控制第一刀具对两个加工组中的一个加工组的所有导电凸台200进行加工，然后对基准面111进行加工，最后对另一加工组的所有导电凸台200进行加工。如此地，将所述基准面111的加工操作设置在多个导电凸台200的中间，也即在第一刀具整个加工过程中的中段，使得即使第一刀具在整个加工过程中产生明显磨损，在基准面111处的磨损程度尽可能接近中间值，使得在对基准面111与各放电凸台的自由端端面之间的相对尺寸进行检测时，能够有效降低第一刀具的磨损对检测值产生的误差干扰。

进一步地，在上述实施例中，由于基准面111的面积一般设置为小于校平面112的面积，因此，可具体设置所述第一刀具的加工面积小于所述第二刀具的加工面积。如此地，第一刀具只需对小区域的放电凸台的自由端端面、基准面111进行加工，第二刀具可对大区域的校平面112进行加工，有助于提高电极加工的整体加工效率。

具体而言，在一实施例中，所述第一刀具包括环刀或者球刀，有助于对小区域进行加工，且在放电凸台的自由端端面存在例如凸起结构或者凹陷结构时，所述环刀或者所述球刀能够更好地进给和加工。

在一实施例中，所述第二刀具包括平刀。所述平台由于其刀头的作用面积较大，能够对较大区域进行快速加工，有助于提高校平面112的加工效率。

接着，设置本实施例为采用上述加工方法成型得到的电极1，对导电凸台200与基准面111之间的相对尺寸进行测量；对比例为采用常规加工方法成型得到的常规电极，对导电凸台与常规基准面(相当于本实施例中的校平面112)之间的相对尺寸进行测量。

请参阅图5，测试N(N大于32)组Z向距离数据，也即获得Z值检测基准误差。其中，本实施例的Z值检测基准误差带为-0.001mm至-0.004mm，对比例的Z值检测基准误差带为-0.002mm至-0.006mm，可以明显看出，本实施例中设置基准面111后，Z值检测基准误差带比对比例的Z值检测基准误差带有效收缩提升。

请参阅图6，测试N(N大于32)组XY向距离数据，也即获得XY值检测基准误差。其中，本实施例的XY值检测基准误差带为-0.004mm至-0.009mm，对比例的XY值检测基准误差带为-0.005mm至-0.012mm，可以明显看出，本实施例中设置基准面111后，XY值检测基准误差带比对比例的XY值检测基准误差带有效收缩提升，保持在0-0.01mm内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电极加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一待加工电极，所述待加工电极包括基准台，所述基准台具有第一表面，所述第一表面凸设有导电凸台，所述第一表面在所述导电凸台以外的区域为待加工面；

基于第一刀具，对所述导电凸台的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面，所述基准面用于辅助机床进行三维坐标系的标定；

基于第二刀具，在所述待加工面的余下区域加工成型校平面。

2.如权利要求1所述的电极加工方法，其特征在于，所述导电凸台在所述基准台上分散布设有多个；

所述基于第一刀具，对所述导电凸台的端面进行加工，并在所述待加工面的局部区域加工成型基准面的步骤包括：

获取第一刀具的进给路径；

根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面。

3.如权利要求2所述的电极加工方法，其特征在于，所述根据所述进给路径，控制所述第一刀具分别对多个所述导电凸台的端面进行加工、以及在所述待加工面上加工成型基准面的步骤包括：

根据所述进给路径，控制第一刀具对部分所述导电凸台的端面进行加工；

在所述待加工面上加工成型基准面；

对余下的所述导电凸台的端面进行加工。

4.如权利要求1所述的电极加工方法，其特征在于，所述第一刀具的加工面积小于所述第二刀具的加工面积。

5.如权利要求4所述的电极加工方法，其特征在于，所述第一刀具包括环刀或者球刀。

6.如权利要求4所述的电极加工方法，其特征在于，所述第二刀具包括平刀。

7.一种电极，其特征在于，包括：

基准台，具有第一表面；以及，

导电凸台，所述导电凸台凸设于所述第一表面；

其中，所述第一表面在所述导电凸台以外的区域形成校平面和基准面，所述基准面的表面参数相较于所述校平面的表面参数，更接近所述导电凸台的端面的表面参数设置。

8.如权利要求7所述的电极，其特征在于，所述基准面的面积小于所述校平面的面积。

9.如权利要求7所述的电极，其特征在于，所述导电凸台在所述第一表面上分散布设有多个。

10.如权利要求9所述的电极，其特征在于，所述基准面设于所述第一表面的中部或者周侧。

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