TWI588632B - Methods to reduce the depth of incoming line marks - Google Patents

Description

降低引入線線痕深度的方法

本發明是有關於一種線切割放電加工機的加工方法，特別是指一種降低引入線線痕深度的方法。

台灣的模具工業不僅具有世界級的水準，而且對於帶動我國製造業的發展，更是厥功至偉。同時，隨著產業的更迭，模具加工的複雜度及精密度已大幅提高，而能因應如此需求的放電加工機便成為製造精密模具所不可或缺的工具母機。其中，線切割放電加工機因為幾乎不會對工件產生切削應力，而影響到工件的機械性質，所以常用於切割具有低殘留應力的模具。

但是，由於線切割加工路徑通常是如圖1所示，包括一呈封閉形狀的輪廓線L1，及一與該輪廓線L1連接的引入線L2。使得線切割放電加工機在沿著該輪廓線L1完成加工的同時，也會在該輪廓線L1與該引入線L2之間的交會點進行二次加工，而在該交會點產生一線痕（圖未示）。並且，由於該線痕（圖未示）是因為該引入線L2接續該輪廓線L1而重複加工所產生，所以也被稱為引入線線痕。該引入線線痕不僅會造成模具精度的下降，使得以此模具製造之成品產生瑕疵，同時還可能需要施行其它的加工手段來達到降低或消除其深度。舉例來說，像是透過改變加工路徑，如弧進弧出，以避免在工件上產生二次加工的區域；或是藉由鉗工進行精細磨削。然而，上述手段不僅操作門檻高，必須倚靠人為經驗或電腦預設程式，以針對不同的工件特性及加工環境，施以對應的控制調整，不僅加工品質不穩定，同時增加處理時間，造成加工效率降低。

因此，本發明的目的，即在提供一種方便使用者操作，並讓線切割放電加工機維持良好的加工效率，且能降低引入線線痕深度的方法。

於是，本發明降低引入線線痕深度的方法，適用於一能以一線電極對一工件進行線切割的放電加工機，並包含下列步驟：

步驟A：分析一電腦數值控制（CNC）程式碼，以得到一加工路徑，及一用以控制該放電加工機的控制參數。

步驟B：透過該加工路徑及該控制參數模擬加工過程，並且由該模擬結果探知及在該加工路徑上標記出會對該工件產生二次加工的一重複加工區段。

步驟C：該線電極沿該加工路徑進行線切割，並判斷該線電極是否切割至該重複加工區段。

步驟D：若該線電極已切割至該重複加工區段時，根據一參數對應表對該控制參數進行調整，使該線電極在該重複加工區段上對該工件前後二次的切削深度總和，與其在非重複加工區段上對該工件進行一次加工所產生的切削深度實質上相等。

本發明之功效在於：藉由該參數對應表自動調整該控制參數，不僅方便使用者操作，同時也不用改變加工路徑，使該線切割放電加工機能維持良好的加工效率。並且，由於在該重複加工區段上，前後兩次加工的切削深度經該控制參數的調整，使其總和能與其在非重複加工區段的切削深度實質上相等，而能有效降低引入線線痕深度。

如圖1所示，本發明一種降低引入線線痕深度的方法，適用於一能以一線電極200對一工件100進行線切割的放電加工機（圖未示），且如圖2所示之步驟：

步驟S21：分析一電腦數值控制（CNC）程式碼，以得到一加工路徑，及一用以控制該放電加工機的控制參數。

步驟S22：透過該加工路徑及該控制參數模擬加工過程，並且由該模擬結果探知及在該加工路徑上標記出會對該工件100產生二次加工的一重複加工區段。

步驟S23：該線電極200沿該加工路徑進行線切割，並判斷該線電極200是否切割至該重複加工區段。

步驟S24：若該線電極200已切割至該重複加工區段時，根據一參數對應表對該控制參數進行調整，使該線電極200在該重複加工區段上對該工件100前後二次的切削深度總和，與其在非重複加工區段上對該工件100進行一次加工所產生的切削深度實質上相等。

進一步說明各步驟：

首先，在該步驟S21中，該加工路徑是如圖1所示，包括一輪廓線L1、一引入線L2，及一引出線L3。同時，該工件100根據該輪廓線L1區分為一內孔部110及一外模部120，並且在該內孔部110鑽設有一供該線電極200穿線及起割的導孔111。如此一來，該線電極200便由該導孔111沿該引入線L2、該輪廓線L1，及該引出線L3，再回到該導孔111。要說明的是，在本實施例中，由於實務上為了簡化該加工路徑，而常讓該引出線L3與該引入線L2互相重疊，或者是直接省略該引出線L3，僅有該輪廓線L1與該引入線L2，但並不應以此為限，也可讓該引出線L3與該引入線L2為互相平行，且皆與該導孔111相連接的二直線。

另外，該控制參數是相關於該放電加工機的一放電能量及一加工速度。而且，該放電能量及該加工速度，都與該放電加工機所能對該工件100產生的切削深度有著對應關係。因此，透過累積加工的相關數據，並將該對應關係建構成該參數對應表，以方便後續步驟進行查找對應，不僅能提高加工效率，並且對使用者而言，便不再需要費心地調整該控制參數或是設計該加工路徑，大幅降低操作過程的繁雜性。

接著，在該步驟S22中，既然已得知該加工路徑，便能據此來模擬加工過程。因此，如圖3所示，由模擬結果探知在該輪廓線L1上具有一與該引入線L2交會的輪廓起割點A，及一與該輪廓起割點A相距一疊位距離的輪廓疊位點B。該引入線L2具有一與該輪廓起割點A相距該疊位距離的引入疊位點C。要說明的是，該疊位距離是該線電極200的半徑R、一介於該線電極200與該工件100之間的放電間隙D1，以及該切削深度D2總和的二倍，並且相關於該線電極200的加工範圍。因此，當該線電極200由該引入疊位點C沿該引入線L2移動至該輪廓起割點A時，由於該線電極200的加工範圍相互交疊，因此會對AC線段兩側的工件100進行重複加工；同理，該線電極200也會對AB線段兩側的工件100進行重複加工。

因此，在該步驟S23中，當該線電極200的軸心移動到該引入疊位點C與該輪廓起割點A之間，或是該輪廓疊位點B與該輪廓起割點A之間時，便判斷該線電極200是在該重複加工區段，而執行該步驟S24。值得一提的是，若該工件100是為了切割出該外模部120以作為模具使用，則該內孔部110便不需要進行該控制參數的修正。因此，可以將該重複加工區段僅定義在該輪廓疊位點B與該輪廓起割點A之間，而可縮短該區段長度，以加快加工的速度，提升加工效率。

最後，在該步驟S24中，由於能從該參數對應表獲得該放電加工機的控制參數與其對該工件100所產生的切削深度，兩者之間的對應關係。因此，可以透過該放電能量與該加工速度的調整，來精確地控制該重複加工區段上每一位置的切削深度，使該位置上前後兩次加工的切削深度總和，與其它非重複加工區段上的切削深度實質上相等，藉此降低引入線線痕深度。

綜上所述，本發明藉由該參數對應表自動調整該控制參數，不僅方便使用者操作，同時也不用改變加工路徑，使該線切割放電加工機能維持良好的加工效率。並且，由於在該重複加工區段上，前後兩次加工的切削深度經該控制參數的調整，使其總和能與其在非重複加工區段的切削深度實質上相等，而能有效降低引入線線痕深度，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧工件

110‧‧‧內孔部

111‧‧‧導孔

120‧‧‧外模部

200‧‧‧線電極

A‧‧‧輪廓起割點

B‧‧‧輪廓疊位點

C‧‧‧引入疊位點

D1‧‧‧放電間隙

D2‧‧‧切削深度

L1‧‧‧輪廓線

L2‧‧‧引入線

L3‧‧‧引出線

R‧‧‧半徑

S21~S24‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明一工件及一加工路徑； 圖2是一流程圖，說明本發明一種降低引入線線痕深度的方法之步驟；及 圖3是一示意圖，說明圖1之加工路徑中的一重複加工區段，以及一線電極在該工件上形成一放電間隙，並產生一切削深度。

S21~S24‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種降低引入線線痕深度的方法，適用於一能以一線電極對一工件進行線切割的放電加工機；該方法包含下列步驟：步驟A：分析一電腦數值控制(CNC)程式碼，以得到一加工路徑，及一用以控制該放電加工機的控制參數；步驟B：透過該加工路徑及該控制參數模擬加工過程，並且由該模擬結果探知及在該加工路徑上標記出會對該工件產生二次加工的一重複加工區段；步驟C：該線電極沿該加工路徑進行線切割，並判斷該線電極是否切割至該重複加工區段，其中，該線電極與該工件之間形成一放電間隙，使該放電加工機在該放電間隙下，所釋放的放電能量對該工件產生一切削深度；並且定義一疊位距離為該線電極的半徑、該放電間隙，及該切削深度總和的二倍；該重複加工區段的長度是相關於該疊位距離；及步驟D：若該線電極已切割至該重複加工區段時，根據一參數對應表對該控制參數進行調整，使該線電極在該重複加工區段上對該工件前後二次的切削深度總和，與其在非重複加工區段上對該工件進行一次加工所產生的切削深度實質上相等。
2. 如請求項1所述的降低引入線線痕深度的方法，在該步驟D中，該參數對應表是依據實驗數據而建構出來，且為該放 電加工機的控制參數與其對該工件所產生的切削深度，兩者之間的對應關係。
3. 如請求項2所述的降低引入線線痕深度的方法，在該步驟A中，該控制參數是相關於該放電加工機的一放電能量及一加工速度。
4. 如請求項3所述的降低引入線線痕深度的方法，其中，該參數對應表是依據實驗數據而建構出來，且為該放電能量與其對該工件所產生的切削深度之間的對應關係。
5. 如請求項3所述的降低引入線線痕深度的方法，其中，該參數對應表是依據實驗數據而建構出來，且為該加工速度與其對該工件所產生的切削深度之間的對應關係。
6. 如請求項1所述的降低引入線線痕深度的方法，其中，該加工路徑包括一輪廓線及一引入線；該輪廓線具有一與該引入線交會的輪廓起割點，及一與該輪廓起割點相距該疊位距離的輪廓疊位點；該引入線具有一與該輪廓起割點相距該疊位距離的引入疊位點；當該線電極的軸心是在該引入疊位點與該輪廓起割點之間，或是在該輪廓疊位點與該輪廓起割點之間時，判斷該線電極已在該重複加工區段。
7. 如請求項6所述的降低引入線線痕深度的方法，其中，該工件根據該輪廓線區分為一內孔部及一外模部；該線電極是由一鑽設於該內孔部的導孔，沿該引入線經過該引入疊位點，而切割至該輪廓起割點，再沿該輪廓線經過該輪廓疊位點，而切割至該輪廓起割點。
8. 如請求項7所述的降低引入線線痕深度的方法，其中，該加工路徑還包括一與該引入線重疊的引出線；該線電極由該輪廓起割點沿該引出線切割，而回到該導孔。