[发明专利]放电加工方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制放电加工设备的方法以及这种放电加工设备。

背景技术

一般地，在已知的放电加工中，在充满加工流体或液体电介质（例如，油）的加工间隙上以离散电脉冲的形式施加电能。离散电脉冲导致工具电极与工件之间的连续放电。工具电极与工件之间的窄空间限定了加工间隙，也被称作工作间隙。放电导致从工件的材料移除，并且另外导致工具电极的磨损。

典型地，随着材料移除继续进行，工具电极通过伺服进给装置相对于工件前进。根据瞬时过程条件，连续控制加工间隙距离。将表示当前工作间隙距离的信号（例如，点火延迟和/或平均电压）与表示期望工作间隙距离的值（参考值）进行比较，并计算这些值之间的结果产生的误差，以生成针对驱动电动机的新命令值，以便调整正确的工作间隙距离。这样，对工件和电极的相对位置的控制允许创建连续材料移除放电。

材料移除和放电导致电介质和气体的腐蚀碎片、过程副产物、热分解产物对加工间隙区的污染。已知通过利用新鲜的加工流体冲刷加工间隙区并通过将工具电极循环地收缩离开工件来移除这种污染。

从US 4,288,675 A中已知，使用（放电）脉冲串（每个脉冲串由多个加工脉冲构成），以及改变连续脉冲串的持续时间和/或不工作时间（off-time），以减少电极磨损。每个单个脉冲的脉冲持续时间和脉冲串的每个单个脉冲之间的不工作时间是在加工之前预置的，并取决于例如电极材料。根据所检测到的、工具电极的相对前进移动的速率，在加工期间调整脉冲串的持续时间或工作时间（on-time）和/或连续脉冲串之间的不工作时间，以将沿加工表面的电流密度维持基本上恒定在期望值，而不管在工具电极的相对前进移动期间加工区域中的改变。

从US 4,503,309 A中已知，在脉冲串中间断地使用增大的电流脉冲，以实现期望电流密度并提高过程稳定性。

如所述，典型地，工具电极易于磨损。从US 3,558,842 A中已知，保护膜在放电加工过程中在具体条件下形成在工具电极上。保护膜例如由工作液体的产物形成和/或由因加工间隙上的放电而产生的产物形成。

保护膜的形成可以用于保护工具电极，并且从而减少其磨损。例如，可在http://www.gfac.com/fileadmin/user_upload/dev-agiecharmilles/News/Result_today_4/Results_today_04_E_article11.pdf处下载的文章“Zero wear - The “Perpetuum Mobile” of die-sinking EDM”在第28页描述了一种放电加工，其中，在刻模（die-sinking）EDM中使用石墨电极。石墨不会熔化，但它会升华。根据该文献，EDM过程一开始，所移除的材料就与分解产物一起从含碳电介质漂移至石墨电极。通过在该过程期间控制温度的降低，碳沉淀到电极表面上。从而，在电极上形成保护原始电极的层。对EDM过程进行控制，使得该层在电极上的生长和由放电脉冲导致的发生在保护层上的磨损处于平衡。因此，可以减少电极的磨损。

然而，特别是在中加工和微加工中（即，例如，在中尺度（瞬时电极表面积10 mm²至1 mm²）中以及在微尺度（瞬时电极表面积处于1 mm²至0.010 mm²之间或更小，或者在电极上的最小尺寸低于1 mm）中），对于上述加工过程，电极磨损也是可观的。瞬时电极表面被定义为其上出现放电（火花）的电极表面的投影表面积，并且，工具电极的最小尺寸可以指代电极的结构，例如肋状物，其中，肋状物的厚度低于1 mm（不考虑肋状物的长度和宽度）。

因此，本发明的目的是提供用于控制EDM过程的改进方法（特别用于中-微加工）和改进的放电加工设备（特别用于中-微加工）。

发明内容