专利名称：高效放电铣削加工在线电极损耗补偿方法
技术领域：
本发明涉及一种放电铣削加工在线电极损耗补偿方法，特别涉及高效放电铣削加工在线电极损耗补偿方法。
背景技术：
在航空航天、军工、燃气轮机、模具等领域中有很多特殊材料的零部件需要进行加工，比如钛合金、高温耐热合金不锈钢等，这些材料粘性较强，导热性差，机械加工性能很差，加工效率极低，刀具费用也很大，因此严重制约了这些行业的技术进步和发展。近年来，随着电加工技术和工艺水平的飞速发展，针对上述特殊材料的铣削成形加工技术作为前沿电加工技术被提了出来，其中，放电分层铣削作为一种新的工艺方法越来越受到人们的关注。它为放电加工工艺和设计所带来的突破性技术进展，以及用简单电极加工复杂工件的设计思想和灵活的加工方法也越来越为广大同行所认可。尤其是采用高效放电铣削加工方法对这些特殊材料的零件进行粗加工，又有其得天独厚的特点，其效果是机械切削加工所无法比拟的，同时也是放电加工铣削工艺发展的一种很主要的趋势。但是，在高效放电铣削加工中，由于电流很大，电极损耗相当突出，因此应用过程中通常遇到两方面难题，第一个是如何解决电极可以补偿的长度问题，以便在放电铣削加工中维持高效加工的持续性。第二个是解决怎样补偿的问题，这个问题解决得好坏直接影响加工精度。对高效放电铣削加工来说，由于电极损耗量较大，随之带来的问题是被加工工件的尺寸精度和仿形精度大大下降，尤其对多型腔加工，无法保证各个型腔尺寸精度一致。现有技术中，一种方法是对电极损耗进行检测和在线补偿；另一种方法是直接通过软件对电极损耗进行理论在线补偿。然而两种方式相比之下各有利弊，如果采用第一种方法，显然精度问题得以解决，但因检测而花去的时间却使加工效率成倍下降。如果采用第二种方法，尽管对加工效率无影响，但由于工艺条件存在不定性，电极的补偿量与实际损耗之间的偏差随着时间推移越拉越大，最终使得加工精度误差太大，无法保证精度要求。总之上述两种方法在实践中都很难做到两全其美。针对上述问题，本发明着重从解决怎样补偿的问题出发，提出了一种适合于高效放电铣削加工的电极损耗补偿方法，以克服上述不足。至于如何解决电极可以补偿的长度问题，我们将在另一个专利申请中进行描述。
发明内容
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种高效放电铣削加工在线电极损耗补偿方法，在高效放电铣削加工过程中，将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合，以组合方式相互交替对电极损耗进行在线补偿。
上述技术方案中的有关变化内容解释如下一、所述在线理论补偿与在线检测补偿的组合方式举例如下1、在线理论补偿与在线检测补偿以多对一交替方式进行。所述多对一交替具体是指按理论补偿数据进行多次补偿后，转为在线检测补偿一次，然后再按理论补偿数据进行多次补偿，以此反复。所述多次补偿是指一次以上的含意。
这种补偿方式中特别是在一个放电铣削行程的连续加工中采用在线理论补偿，在两个铣削行程之间的退电极或换向时采用基准对电极检测数据进行在线补偿。这种方法应用在粗、中精度的高效铣削加工中效果最佳。
2、在线理论补偿与在线检测补偿以一对一交替方式进行。所述一对一交替具体是指按理论补偿数据进行一次补偿后，转为在线检测补偿一次，以此反复。
3、在线理论补偿与在线检测补偿以一对多交替方式进行。所述一对多交替具体是指按理论补偿数据进行一次补偿后，转为在线检测补偿多次，然后再按经验数据进行一次补偿，以此反复。
4、将以上方式进行组合获得的交替方式。
以上几种方式为具有代表性的几种典型情况，本发明交替方式包括所有规则性和不规则的组合方式。
二、两次在线补偿的间隔进一步可以包含以下几种情况1、在线补偿以时间间隔划分。
2、在线补偿以电极运动轨迹距离划分。
3、在线补偿以时间间隔和电极运动轨迹距离相结合划分。
4、在线补偿以放电铣削加工工艺分层特性与电极运动轨迹距离划分。
三、在线理论补偿以实验统计数据、经验公式计算数据或理论计算数据为依据对电极损耗进行在线补偿。
四、在线检测补偿为相对工件设置基准面，通过电极与基准面的接触检测电极实际长度，可以得出损耗量再进行补偿。相对工件设置基准面包括在加工零件上设置基准面和在工作台上设置基准面两种情况。所述基准面可以为球面、平面、环形面等，具体实现时将电极和工件定位，然后把电极移到基准面上，采用接通电路或接触感知测量电极Z轴端面的高度，并由计算机把相关的位置数据进行处理。
本发明工作原理是在每层铣削加工中，按要求逐步给定电极进给量，对电极损耗进行在线补偿，在线补偿时将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合，以组合方式相互交替对电极损耗进行补偿，以实现高效、连续、准确的最佳综合效果。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1、本发明在高效放电铣削加工中，将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合，以组合方式相互交替对电极损耗进行补偿，这样既很好的吸收了两种补偿方式的优点，同时有效克服了两者的不足，尤其对于高效放电铣削电加工具有重大意义。
2、本发明在每层铣削加工中，以在线理论数据和在线检测数据两种补偿相互替换进行的方式对电极损耗进行补偿，这种放电加工方法不仅具有高效、连续、准确的最佳综合效果，而且可以通过两种补偿方式的灵活组合来满足不同加工精度，显然作为一种高效电火花铣削加工方法显得游刃有余。
3、本发明适用性比较广、自动化程度高、实用性强、灵活、可以根据电极损耗量的大小在加工一个或几个型腔后进行自学习自动测量和自动补偿，也可以在粗、中、精加工中分别使用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例当采用高效放电铣削加工钛合金或高温耐热合金工件时，其在线电极损耗补偿方法是在高效放电铣削加工过程中，将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合，以五对一组合方式相互交替对电极损耗进行补偿。结合具体铣削工艺可以设定成在一个铣削行程中采用五次理论数据进行在线补偿，而在两个铣削行程之间采用在线基准对电极检测数据进行补偿，以此反复。理论补偿使铣削加工保持很好的连续性，但理论补偿由于实际工艺条件不同，存在一定误差，而这种误差经多次积累后偏差越来越大，当一个铣削行程结束后，在对电极损耗进行对刀检测，再将实测的电极实际损耗量进行校正性补偿。这种结合工艺进行组合的补偿方法在实践中非常有效。以上理论在线补偿的间隔既可以电极运动轨迹距离原则划分，即当电极移动一定距离后就进行一次理论在线补偿，而距离的大小可根据一个铣削行程的长度和理论补偿次数来确定，也可以根据时间原则进行补偿。本实施例中，所述在线理论补偿采用实验统计数据为依据，通过软件设定相应的进给量。实验统计数据由实验数据和统计分析来获得。所述在线检测补偿为在工件上设置基准面，通过电极与基准面的接触检测电极实际损耗量进行补偿。所述基准面可以为球面、平面、环形面等，具体实现时将电极和工件定位，然后在数控系统的控制下把电极移到基准面上，采用接通电路或接触感知测量电极Z轴端面的高度，并由计算机对相关数据进行处理。上述操作过程中在对刀时还可以对电极进行修整。
权利要求
1.一种高效放电铣削加工在线电极损耗补偿方法，其特征在于在高效放电铣削加工过程中，将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合，以组合方式相互交替对电极损耗进行在线补偿。
2.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线理论补偿与在线检测补偿的组合方式为多对一交替方式。
3.根据权利要求2所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于在一个铣削行程的连续加工中采用在线理论补偿，在两个铣削行程之间的退电极或换向时采用基准对电极检测数据进行在线补偿。
4.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线理论补偿与在线检测补偿的组合方式为一对一交替方式。
5.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线理论补偿与在线检测补偿的组合方式为一对多交替方式。
6.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线补偿以时间间隔划分。
7.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线补偿以电极运动轨迹距离划分。
8.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线补偿以时间间隔和电极运动轨迹距离相结合划分。
9.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线理论补偿采用实验统计数据、经验公式计算数据或理论计算数据为依据对电极损耗进行在线补偿。
10.根据权利要求1所述的在线电极损耗补偿方法，其特征在于所述在线检测补偿为相对工件设置基准面，通过电极与基准面的接触检测电极实际长度进行补偿。
全文摘要
一种高效放电铣削加工在线电极损耗补偿方法,其特征在于:在高效放电铣削加工过程中,将在线理论补偿与在线检测补偿两种方法相结合,以组合方式相互交替对电极损耗进行在线补偿。组合方式以多对一交替、一对一交替或一对多交替进行。在线补偿可以时间、电极运动轨迹距离或其两者结合的间隔划分。在线理论补偿以实验统计数据、经验公式计算数据或理论计算数据为依据进行补偿。在线检测补偿为相对工件设置基准面,通过电极与基准面的接触检测电极实际损耗量进行补偿。本发明方法不仅具有高效、连续、准确的最佳综合效果,而且可以通过两种补偿方式的灵活组合来满足不同加工精度要求,显然作为一种高效放电铣削加工精度控制方法显得游刃有余。
文档编号B23H3/04GK1387971SQ0213787
公开日2003年1月1日 申请日期2002年6月27日 优先权日2002年6月27日
发明者吴国兴, 叶军, 康乐, 万富荣, 陈敏, 朱红月 申请人:苏州中特机电科技有限公司