專利名稱：利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種單發(fā)放電的方法，特別是一種利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法。屬于特種加工領域。
背景技術：
放電加工是利用工具電極與工件電極之間距離靠近到一定程度發(fā)生的放電現象，在脈沖性放電的作用下將工件上多余材料去除的一種電加工方法。由此可知實現加工的關鍵是每一個脈沖性放電，即許多個單發(fā)放電完成加工任務。在研究放電加工工藝、加工機理時經常會用到單發(fā)放電，通過考察完整單發(fā)放電痕(坑)的大小，以比較不同條件下放電加工特性的優(yōu)劣。因此實現單發(fā)放電、得到完整單發(fā)放電痕，在放電加工的理論研究與加工技術的開發(fā)中具有十分重要的作用。目前，在放電加工機上實現單發(fā)放電的方法較為復雜和麻煩，為了實現單發(fā)放電，需要改變放電加工機的控制方式，即對放電加工機進行適當改裝或外加單脈沖控制電路。由于沒有現成的單發(fā)放電控制電路或板卡出售，許多研究工作者在進行單發(fā)放電研究時主要是自己設計制作一套單發(fā)脈沖控制電路。
經對現有技術的文獻檢索發(fā)現，趙偉在其博士學位畢業(yè)論文—《電火花加工中電極蝕除及其基礎理論的研究》中(博士學位論文，西北工業(yè)大學出版社出版，2003年1月)論述了單發(fā)放電研制方法，該方法是在自行設計控制電路基礎上實現單發(fā)放電的。這種方法需要設計電路、采購元器件、制作控制電路，成本較高，并且需要一定的制作周期，與此同時往往還會遇到所設計控制電路不穩(wěn)定或與原放電加工機匹配不理想，在實際操作時得到的放電痕經常也不盡人意等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法。使其利用主軸加工到設定位置之后會自動立即抬刀(向上移動)的功能，當第一個脈沖放電之后，在放電加工機控制電路作用下，第二個脈沖還沒有到來之前主軸已經抬起，從而實現單發(fā)放電。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現的，本發(fā)明步驟如下電極接近工件的位移方向為Z方向，產生放電痕的平面為XY平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，放電加工的主軸方向為垂直Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，并設定加工完畢后主軸自動回退至Z＝1毫米處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為Z方向；(3)將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，使電極由原來Z＝1mm位置下降至Z/2，即Z1＝0.5毫米位置，并使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至Z＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸下降至Z/22，再次沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸下降至Z/23，繼續(xù)使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電或加工時，主軸下降的距離應為Z/2n。
電極接近工件的位移方向為X方向，產生放電痕的平面為YZ平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，垂直方向為Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，并設定加工完畢后主軸自動回退至X＝1mm處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為X方向；(3)將電極沿Z或Y方向平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，使電極由原來X＝1mm位置沿X方向移至X/2，即X1＝0.5毫米位置，然后使主軸沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至X＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸下降至X/22，此時X＝1，再次沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸電極移至X/23，繼續(xù)使主軸沿Z方向或Y方向方向加工至Z＝0或Y＝位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電或加工時，主軸電極移動的距離應為X/2n。
電極接近工件的位移方向為Y方向，放電痕產生的平面為XZ平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，放電加工的主軸方向為Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，然后將電極移至Y＝1mm，并設定加工完畢后主軸自動回退至Y＝1毫米處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為Y方向；(3)將主軸電極沿方向X或Z平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，將主軸移至Y/2，即Y1＝0.5毫米位置，并使主軸沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至Y＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸移至Y/22，再次沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸移至Y/23，繼續(xù)使主軸沿X方向加工至X＝0(或Z＝0)位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電時主軸移動的距離應為Y/2n。
本發(fā)明的關鍵是1)保證主軸電極在加工方向移動的時間一定要比脈沖間隔時間要短小，這樣就可以在原放電加工機控制電源的控制下，保證一次加工運動只有一個脈沖產生；2)適當地調整電極與工件之間的距離以保證能夠產生完整單發(fā)放電痕。
本發(fā)明的優(yōu)點是在不借助任何儀器、設備或對放電加工機控制電路(包括電源)進行改裝、改造的條件下，充分利用放電加工機自身水平(或垂直)方向的加工性能，實現單發(fā)放電；該方法經濟實用，簡便可靠，可操作性強，省時省工(與設計制作電路相比)，適用于任何放電加工機，對放電加工研究人員探索和研究加工機理和加工工藝具有特別重要的作用。


圖1不同焦距下的兩幅照片具體實施方式
結合本發(fā)明方法的內容提供以下實施例1)、準備工作工件材料Cr12(40×30×8)，電極材料紫銅，尺寸Φ10×50，放電加工機為瑞士產夏米爾ROBFORM35，將電極裝在主軸中，工件安裝在工作臺上，設定放電電流＝64A；脈沖時間＝100μs；脈沖間隔＝3000μs；開放電壓＝200V；一次加工完畢后；主軸自動抬起至Z＝0.8毫米；2)、使電極與工件表面接觸，設定此接觸點的坐標Z＝X＝Y＝0；3)、將電極主軸手動水平移至坐標(X＝20，Y＝0，Z＝0.8)處；4)、由坐標(X＝20，Y＝0，Z＝0.8)沿X軸方向加工至坐標(X＝0，Y＝0，Z＝0.8)點處；5)、由于沒有放電，使用手動將主軸移至(X＝20，Y＝0，Z＝0.4)處；6)、由點(X＝20，Y＝0，Z＝0.4)沿X軸方向加工至(X＝0，Y＝0，Z＝0.4)點處，仍然沒有放點；7)、當電極主軸由(X＝20，Y＝0，Z＝0.1)坐標加工至(X＝0，Y＝0，Z＝0.1)坐標時，得到了完整的單發(fā)放電加工痕(見附圖)。
加工程序1FROM/X，30，Z，0.1(表示電極的所處位置)2VECT/X，0 VECT/Z，0.1；(其中VECT是加工命令.其含義為從電極所處坐標位置沿X軸方向加工至坐標X＝0，Z＝0.1處)3GOTO/Z，1(執(zhí)行2后電機回到Z＝1mm位置)4END(加工程序結束)如圖1所示，左圖為放電痕的邊緣部照片，右圖為放電痕的底部照片，放電痕基本呈圓形，邊緣微微凸起，中間有明顯的凹部，因此這是一個完整的單發(fā)放電痕。
本發(fā)明在不借助任何儀器、設備或對放電加工機控制電路(包括電源)進行改裝、改造的條件下，充分利用放電加工機自身沿坐標軸方向的加工性能，從而實現單發(fā)放電。
權利要求
1.一種利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法，其特征在于電極接近工件的位移方向為Z方向，產生放電痕的平面為XY平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，放電加工的主軸方向為垂直Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，并設定加工完畢后主軸自動回退至Z＝1毫米處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為Z方向；(3)將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，使電極由原來Z＝1mm位置下降至Z/2，即Z1＝0.5毫米位置，并使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至Z＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸下降至Z/22，再次沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束；如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸下降至Z/23，繼續(xù)使主軸沿水平方向加工至X＝0或Y＝0位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電或加工時，主軸下降的距離應為Z/2n。
2.根據權利要求1所述的利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法，其特征是，電極接近工件的位移方向為X方向，產生放電痕的平面為YZ平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，垂直方向為Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，并設定加工完畢后主軸自動回退至X＝1mm處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為X方向；(3)將電極沿Z或Y方向平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，使電極由原來X＝1mm位置沿X方向移至X/2，即X1＝0.5毫米位置，然后使主軸沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至X＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸下降至X/22，此時X＝1，再次沿Z方向或Y方向加工至Z＝0或Y＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束，如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸電極移至X/23，繼續(xù)使主軸沿Z方向或Y方向方向加工至Z＝0或Y＝位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電或加工時，主軸電極移動的距離應為X/2n。
3.根據權利要求1所述的利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法，其特征是，電極接近工件的位移方向為Y方向，放電痕產生的平面為XZ平面，實現步驟如下(1)假設在直角坐標系中，放電加工的主軸方向為Z軸，水平為X、Y兩個方向，將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊；使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，然后將電極移至Y＝1mm，并設定加工完畢后主軸自動回退至Y＝1毫米處；(2)設定加工脈沖間隔，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為Y方向；(3)將主軸電極沿方向X或Z平移幾毫米或幾十毫米，在此基礎上，將主軸移至Y/2，即Y1＝0.5毫米位置，并使主軸沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，加工完畢后主軸自動退回至Y＝1毫米位置；(4)當工件表面出現完整單發(fā)放電痕，則過程結束；當未產生放電或非完全放電時，則重復步驟(3)，然后將主軸移至Y/22，再次沿X方向加工至X＝0或Z＝0位置，如果工件表面有完整放電痕，則過程結束，如果仍然沒有放電或完整放電痕，則再次重復步驟(3)，此時將主軸移至Y/23，繼續(xù)使主軸沿X方向加工至X＝0(或Z＝0)位置；當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電時主軸移動的距離應為Y/2n。
全文摘要
一種利用放電加工機實現單發(fā)放電的方法。屬于特種加工領域。電極接近工件的位移方向為Z方向，產生放電痕的平面為XY平面，實現步驟如下將電極安裝在主軸中，工件安裝定位在工作臺中并夾緊，使電極與工件接觸感知，設定接觸點為零點，即X＝Y＝Z＝0，并設定加工完畢后主軸自動回退至Z＝1毫米處；設定加工脈沖間隔為最大或較大，加工完畢后立即抬刀，抬刀方向為Z方向；將主軸沿水平方向X或Y平移幾毫米或幾十毫米，然后由這個水平方向加工至原點；利用電極每次沿水平方向加工至原點，在Z軸方向上逐漸逼近工件表面的方法，以得到完整單發(fā)放電痕，當第n次放電時工件表面出現完整放電加工痕，則過程結束，第n次放電或加工時，主軸下降的距離應為Z/文檔編號B23H1/02GK1654147SQ20051002402
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權日2005年2月24日
發(fā)明者郭常寧, 裴景玉, 潘安安 申請人:上海交通大學