专利名称：适用于电火花加工工件的切割工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种借助导线电极在适用电火花加工的工件上切割的方法，其中，在沿工件的导入行程上，用特殊的切割参数的数值，其相对于真正切割轮廓上的切割参数值至少部分地减少。
在用一导线电极来切割工件的情况下，开始时不会有理想的切割条件。其原因是在一个待切割的缝的加工开始时，该导线电极还未达到足够稳定的条件，首先不是在清洗浴中工作。另外，隙缝在导线电极周围还不是对称的，这样，当导线电极处于全截面状态时，才能符合功率要求地被加载。这些和另外的在切割工件时的特殊现象导致导线电极断线的可能性是相当高的，这是公知的。
为了避免该导线电极不在开始切割时就断线，迄今的现有技术建议了两种措施，以便抵消这个问题，这两个措施的基本点是，导线电极在切割工件时首先沿着一个所谓的导入行程用减少的功率参数值运行。在这导入行程之后，接着真正的切割轮廓，并且由此开始导线电极用全功率运行。
在这前面提及的两个措施情况下，当导线电极沿着导入行程运行时，其切割参数值按如下要求进行(1)该清洗和功率参数在导入行程期间减小至大约40%，这样虽然具有优点，但同时，这种形式的运行，由于沿导入行程时使用比全切割明显小的不变的功率因而是很费时的，即，减小清洗和功率参数则导致导线前进速度较小。因为，在较小功率情况下，在工件中只能产生一个比较高的功率要小的电腐蚀量。此时必须在整个导入行程上以较小的加工速度运行。尽管此时导线的运行条件已基本稳定并且用较高的清洗和功率参数值是可能的。
在导入行程的末端，最后将清洗和功率参数值提高大约60%，以便进行全切割。这种突跃式的提高参数值将导致导线电极一个强烈的短时加载，并同时明显地增大了导线电极断线的可能性。
(2)该导入行程划成区段形式。同时，前面提及的切割参数值相应地按阶梯形式提高。尽管这种功率阶梯比起前面提及的第一种措施理所当然地较微小，但是，在阶梯形的突跃加载时刻上，会导致导线电极上有强烈的冲击力，因此这第二种措施的缺点是，必须有一个昂贵的程序设计，同时这一措施应当是通用的，也就是说，应用时必须按照导入行程长度和所采用的工艺技术，对切割参数作重新限定。
本发明的目的就是减少导线在导入切割阶段的断线危险。
这一目的在一个同类型方法中是如此实现的，即，至少部分减少的切割参数作连续地变化，直至它们(参数)达到真正的切割轮廓所规定的数值，以这种方式就可以避免切割参数的数值有突跃的变化。导线则沿导入行程有规律地或者不在短时间内过度强烈地加载。
在本发明方法的一个特别有利的实施方案中，对应真正切割轮廓的切割参数值被确定为对应所述连续变化的终端点(值)并且确定了对应这一变化至开始切割的这段行程(权利要求2)。从到达终端点起，轮廓的切割应该在最好的功率条件和清洗条件下进行。为使切割参数值没有突跃变化的连续过渡更加完善，而这些切割参数的数值是如此变化的，即，最后要连续过渡到切割轮廓时的数值。这样，通过这种光滑的数值过渡就使导线断线的可能性减少到最低限度。
同时，就确定了至切割开始的这段行程长度，它对于导入(切割)行程是必需的。这个长度是取决于多个边界条件的，例如，工件的高度在此时就会影响长度，即清洗条件在较高工件相对较低工件而言稳定较晚。另外，导线导引件在较高工件时相对较低工件而言要进一步彼此远离。为此，导线在较高工件时的摆动要多些，并且其稳定过程因此需要一个较长的时间间隔，当然这是相对较低工件而言的。由此，在较高工件情况下，就需要一个比较低工件而言较长的导入行程。在确定导入行程长度时同样还必须考虑，电蚀过程是否在清洗浴中进行，以及清洗压力是多高？和工件中的切割轨迹如何？也就是说，必须考虑是否必须在较早的某时刻或者在迟后的某一时刻被切割成一个仿效的几何图形。还有，不同的工艺条件也应该考虑，为了使应用者工作方便和容易，可以将对应于真正的切割轮廓规定的切割参数数值以及确定导入行程的数值都贮存起来(权利要求11)。这样，应用者就可以不必繁琐地和费时地再将他所需要的理想数值找出来。然而，应用者动用的这些数值，特别对于专门工件的数值都是在实践中已被证明过的。为此，在自动化方向上就迈出了一个特别有利的步骤。
特别有利的方式是，在切割开始时作为终端点而确定的切割参数值在导线电极沿着导入行程运行期间可以作数值上的任意变化(权利要求3)。在基本改进的自动化条件下，同时对于应用者来说，存在着手动操纵的可能性。例如，当在切缝中的条件已经稳定时，并且，在导线电极走完导入行程之前，那么应用者可以通过手工操作来控制用于真正轮廓切割的切割参数数值，依此就可迅速地达到它，这样总的加工时间就可减少。
切割参数的数值可任意变化还具有下面附加的优点。亦即导线电极在导入行程中出现断线时，最好使导线电极首先从工件中移出，然后重新回到导线电极断线的位置，以便在那里施加比导线断线时的数值要小的数值走完其余的导入行程(权利要求10)。在导线断线的位置上往往是导线电极的负载过大。应用者在导线断线处通过手动来控制数值变化的情况下就可以避免。导线电极必须再一次走完全部的导入行程。从该导线断线处起的对应于其余导入行程的开始数值应减少，以便使作用到导线电极上的对应于原来的导线断线起决定性的负载得以减少。导线电极从这个第一导线断线位置起再运行以后，这减小的切割参数的数值就可以连续地以相同的数量(规律)变化，正如在导线断线发生前原始规定的那样。由此，导线电极不再断线的可能性就明显地提高。当然，对于切割参数的数值减少也可以是自动化的，而不用应用者手动操纵。
在本发明方法的一个特别有利的结构方案中，切割参数的数值是如此变化的，即它的变化不会导致切割缝的变化(权利要求4)。这样一种形式的切割参数例如可以是振荡器的频率。与另外的切割参数相反的是，频率的提高或降低将导致例如工件中切割缝宽度最小的变化。在本方法另一个特别优选的结构方案中，切割参数可通过振荡器数值，特别是频率、电流强度、电压、脉冲时间和/或清洗数值，特别是清洗压力和/或导线专用数值，特别是导线特性，导线速度加以确定(权利要求5)。这些切割参数的数值具有的优点是，它们既可以手动又可以自动地按简单的方式进行变化。而且它们的变化可以无滞后地得以检查，因此可以避免错误的发生。
特别优选的方式是，导线电极在切割工件之前经过一个限定的准备行程(权利要求6)，其中，就能使导线电极在切割之前就相对于工件对准。最好，导线要认出它到达工件时的这一位置，并且从此处开始，使减小的切割参数的数值朝着对应于真正的切割轮廓规定的数值作连续地变化(权利要求7)。优选的方式是，对于导线电极由此起就切割工件的这一位置的识别是特别通过电压、电流、清洗条件或光学法来实现的(权利要求8)。该切割过程因此可进一步自动化完成。通过导线电极就可表明，何时可以使切割参数的数值沿着导入行程开始连续地变化。
在本发明方法的又一个特别优选的结构方案中，该减小的切割参数值在到达切割轮廓时，如果还没有达到真正切割轮廓所规定的参数值的话，就要继续作连续地变化(权利要求9)。通过将导入行程延伸到切割轮廓中，只有当必需的准备行程大于导入行程时，这样一个导入才是可能的。
本发明实施例在附图中作了描绘并在下面进行了详细说明，它表示
图1是一个工件中置有切割轮廓的俯视示意图，同时，描绘了切割参数沿导入行程的变化曲线。
图2是一个工件中置有切割轮廓的俯视示意图，同时，也描绘了切割参数值直至切割轮轮廓的变化曲线和，图3是一个工件中置有切割轮廓的俯视示意图，其中，导线发生断线，同时，描绘了切割参数值的变化曲线以及从导线断线起和一般参数值连续变化的对比。
下面借助附图描述一下本发明的结构和必要的工作原理。同时，在各个附图中描绘的相同构件和部分使用相同的标号。
图1中用1表示一个用电火花腐蚀加工但未描绘出的导线电极的起始点。该导线电极首先沿着准备行程2朝一工件3运动，借助未描绘的，但是公知的装置，该电火花腐蚀加工机就使该导线电极到达工件3上截面4的位置。
在这一位置4处，该截面上的导线电极可能还未达到全功率，其原因是，如已经提及的，切缝是不对称的几何形状，而且也正如在腐蚀开始时，导线电极要有一个稳定的过程。如果，导线电极施以全功率，那么在截面4处就可能发生断线。因此，切割参数的特有数值，特别是振荡器以及相关的清洗装置，在截面4处就必须明显地降低。
在截面4的位置上接着一个导入行程5。在这个导入行程5中，导线电极以最小的功率沿着切割缝向前运动。同时，对于该工件截面特有的切割参数值是连续提高的，在一段行程，最好是8mm以后，这段行程可以根据工件高度和另外的已讨论的边界条件稍作缩短或加长。此时，导线就以如此的切割参数值运行，即大约与工件3全截面时的参数值相一致。该导线电极在进入行程5的端部6处就到达真正的切割轮廓7的始端。这样，通过不断地将切割参数值往切割轮廓7时规定的终端值上调节，就可避免断线。
在图1的上方有一个图描绘的是，振荡器和/或清洗装置的功率PL和启动长度L间的连续变化关系。同时可以看出，在图中数值变化的曲线形状构成一个类似斜坡面，其长度L在图1实施例情况下与行程5的长度精确一致。如果导入行程5比前面提及的斜坡面长，也就是说，截面4处和导入行程端部6之间的距离比斜坡面的长度长，那么，该导线就可以沿这段行程的其余部分以不变的功率PL运行，直至到达切割轮廓7的始端。自此起，就以最大可能的功率PL施加在全截面上。这段不变功率的行程可以连接在斜坡的始端或末端。
在图2中描绘了与此相反的情况，其中，对应准备行程长于截面处4和导入行程端部6之间的距离，亦即导入行程5短于斜坡面长度。正如从图2上方的曲线所看出的，在导入行程端部6的功率PL还不与切割轮廓7的全切割的最佳功率相适应。然而为了达到这个最大的终端功率，那么前面提及的斜坡面形的功率直至切割轮廓7的里边都是相应连续改变的。依此，这种导入过程在导入(行程)的端部10处即在一个予定的导入行程之后结束。然后在此端部10处连接着处于理想功率条件下的全切割。这种直至切割轮廓的里边而连续地增加功率对于所谓的锯齿形(之字形)切割是特别必要的。同时，公知的是还涉及矩形的截面切割轮廓。在此轮廓内，导线就可以在短距离之后以全功率运行。基于这种特殊的轮廓，在锯齿形切割情况下，在较短的运行路程之后可认为在切缝内具有了稳定的环境条件。
最后，图3表示在工件3中沿着导入行程5方向的一个位置11处出现断线时，本发明的导入过程。如果在位置11处发生了断线，那么，该导线电极就从已切割的切缝中退出，而这一时刻，导线电极所达到的切割参数值就被贮存起来。这些参数值指的是导线电极沿原始斜坡线在出现断线之前时施加的数值。在导线电极新置以后，将电极带回原来的导线发生断线的位置11处。在此位置11处，贮存的功率数值应稍稍降低，以便避免导线电极切入加载时再一次发生断线。从导线断线处11开始至导入行程的终端6的连续的原始斜坡曲线，可被导线在这一范围内继续使用，即，切割参数值沿着其余的导入行程以相同的方式变化。但是，与断线之前的导入行程相比的差别是，对于斜坡面功率曲线的其余部分的起始点，目前是一个减小的切割参数值，也就是说在导线断线11处的现在的数值比对应于导线断线发生时刻的原始数据值要小些。这样，进一步发生断线的可能性就明显地避免了。
当然，这种导入一个工件中的工艺同样可以应用在工件中有起始洞孔的加工中。因为此时，在已有的起始洞孔的情况下，在切缝内部的条件是稳定的，从而就能够缩短斜坡面的长度。
权利要求
1.适用于电火花腐蚀加工的工件切割工艺方法，它利用一个导线电极，同时，在沿工件中的导入行程上，专门的切割参数数值，至少以部分方式相对于真正切割轮廓时的切割参数值是减小的，其特征在于至于将一部分减小的切割参数值作连续地变化，直至达到真正切割轮廓时规定的参数值。
2.按权利要求1的方法，其特征在于对应于真正切割轮廓时的切割参数值被确定为连续变化的终端点，那么，对应于这个变化到开始切割的路程也就确定。
3.按权利要求2的方法，其特征在于这至切割开始而定为终端点的切割参数值在导线电极沿导入行程运动期间其数值可以任意变化。
4.按前述权利要求之一的方法，其特征在于切割参数的数值上变化要导致一个最小的切割缝的变化。
5.按权利要求1至3之一的方法，其特征在于切割参数是通过振蓝器数值，特别是频率、电流强度、电压、脉冲宽度和/或清洗数值，特别是清洗压力和/或导线特性数值，特别是导线特性，导线速度来确定的。
6.按前述权利要求之一的方法，其特征在于导线电极在切割工件之前经过一个限定的准备行程。
7.按权利要求6的方法，其特征在于该导线要识别出它到达工件时的这一位置，并从此处开始，减小的切割参数值朝着对应于真正的切割轮廓规定的数值作连续地变化。
8.按权利要求7的方法，其特征在于对于导线电极从此处开始就要切割工作的这一位置的识别工作是特别通过电压、电流、清洗条件、或光学法来实现的。
9.按前述权利要求之一的方法，其特征在于减小的切割参数值在到达切割轮廓的情况下，如果还未达到对应于真正的切割轮廓规定的数值时，其连续变化还要继续下去。
10.按前述权利要求之一的方法，其特征在于在导线电极于导入行程中发生断线时，首先从工件中退出，然后，再重新带回到导线电极断线发生位置，在那里施加上比导线电极断线时的数值要减小的数值并走完其余的导入行程。
11.按前述权利要求之一的方法，其特征在于这对应于真正的切割轮廓所规定的切割参数值以及决定导入行程的数值都被贮存起来。
全文摘要
本发明涉及一个适用于电火花加工中切割一个工件的方法，它利用一个导线电极，同时，在沿工件中的导入行程上，专门的切割参数值至少以部分方式相对于真正的切割轮廓时的切割参数是减小的，并至少一部分减小的切割参数值是连续地变化的，直至达到真正的切割轮廓所规定的数值。
文档编号B23H7/06GK1066203SQ92102750
公开日1992年11月18日 申请日期1992年3月20日 优先权日1991年3月20日
发明者R·马西科韦特尔, i·帕加内蒂, M·埃尔巴, L·马佐利尼, R·达马里奥 申请人:洛迦诺电子工业股份有限公司