[发明专利]使用火花腐蚀磨削来加工零件的方法和机械

说明书

技术领域

本发明涉及火花腐蚀加工方法，还涉及一种机械，所述机械包括： 

-加工间隙，所述加工间隙位于均为电导体的刀具电极与零件之间，在间隙内产生大量腐蚀放电，从而构成根据刀具电极的运动而移位的加工边缘； 

-存在于加工间隙内的电介质； 

-所述刀具电极是圆柱体形状或管状，相对于加工边缘与零件x沿着加工机械的多个轴线移动； 

-工艺调节器； 

-数字控制系统，所述数字控制系统用于控制加工机械的各个轴线的移位； 

-刀具电极的额定轨迹，所述额定轨迹借由加工机械的数字控制系统上游所供应的计算机文件来限定，且所述额定轨迹包括相对于零件坐标系统X、Y、Z所限定的连续线性节段，且在加工期间不受干扰的情况下该额定轨迹在应该推进时描绘刀具电极相对于零件的运动。 

背景技术

在这类加工方法中，圆柱体状刀具电极沿着大致平行于要被加工的零件表面的轨迹而运动。该方法使用圆柱体状刀具电极，该运动施加到该圆柱体状刀具电极上以避免短路、对抗该方法中固有的干扰、补偿磨损、以及将刀具保持在轨迹附近且尽可能接近该轨迹。 

火花腐蚀或放电加工借由用作刀具的电极来实施。在浸入式火花腐蚀的情形中，电极可具有特定形状。电极还可以是在两个导杆之间延伸的金属丝。 

在本文献中，考虑将圆柱体或管件用作刀具，刀具的一端沿着预定加工路径和/或在预定加工路径附近移位，该预定加工路径通常包括多个线性节段。刀具前进的方向可从一个节段变化到下一个节段。本发明尤其适用于后者的情形，其中圆柱体状或管状刀具使用其末端通 过火花腐蚀进行加工。加工以连续层来推进；每层或多或少地跟随要加工的零件的确切形状，要加工的零件用作刀具的导向器。所述方法通常称为“火花腐蚀磨削”。 

当使用该方法加工零件时，由于前进的相对高的速度，存在短路的固定风险，该短路使得加工停止并可能导致在刀具与零件之间的急剧撞击。当发生这种风险时，刀具必须从零件快速分离、更精确地加宽其火花间隙。 

通常而言，加工调节运动通过前进或后退运动来完成，且因此通过电极在预定刀具路径方向上的移位而完成。在理论上，在要加工的层较薄的情形中精加工零件时，这种调节运动也是可能的。然而，在这些工作条件下的缺点包括：为了将间隙的宽度充分地修改，将有必要通过在预定刀具路径上向后运动来执行显著较大的运动。由于支承刀具的机械刀具元件的惯性，这种大幅度的运动不能被足够快地执行；此外，在精加工操作中，间隙的宽度基本不通过在主轨迹上前进方向上的运动来修改，从而显著地降低了这些运动的效率。 

专利EP 0555818公开了一种类似的加工方法，尤其以下述表征：间隙位于与刀具路径相同的方向上，这在以持续存在的撞击风险的情况下加工小厚度的层时引起稳定性问题，该持续存在的撞击风险可严重损坏刀具。同样，刀具在其沿着预定轨迹行进期间经受持续存在的磨损且必须更靠近要被加工的零件，以便补偿所述磨损。通过将机械沿着Z轴持续向下前进来补偿该磨损，且在刀具的行进期间没有规定对所述前进重定向。 

专利US 5438178描述了使用金属丝电极的火花腐蚀加工方法，其中问题在于改善零件的横向表面粗糙度，零件在粗加工操作期间确实经历从其所占用位置的相对移位。尽管存在大于加工间隙宽度的这种移位，但是仍期望在不需将零件重定位在磨削加工台上的情况下改善表面粗糙度。 

该专利解释了零件的横向表面如何被用作参考面而不是使得刀具(在该情形中是电极金属丝)精确地跟随预定轨迹。当材料内部的应力由于直切模式下金属丝的通行而释放时，发生变形现象；增加的变形是热漂移的结果。因此，不再可能限定跟随已经执行的零件轮廓的精确轨迹。操作类似于测量操作，在测量操作期间刀具通过跟随零 件的轮廓而跟踪零件表面。在US 5438178所解释的情形中，工艺调节器不在表面的法线方向上校正刀具的位置误差。 

该专利表示了在火花腐蚀磨削中的典型问题：为了限定加工范围，必须编程理想轨迹，要记住的是基于各种理由，刀具将不会精确地跟随所述轨迹。 

然而，专利US 5438178并未解释所有的样式，根据所述样式刀具必须距离所述轨迹一定距离。从该专利不能推导出与火花腐蚀磨削相关的一些关键方面，尤其是： 

-在刀具行进期间不能完全忘记的计划轨迹的确切角色，尽管该计划轨迹未被严格遵循。 

-零件的横向表面没有使推导在精加工操作期间引导刀具所需的所有信息成为可能。 

-工艺调节器必须包括特定功能，以将刀具引导偏离轨迹，尤其是提供校正。