專利名稱：基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特種加工中的電火花加工領(lǐng)域的電火花銑削加工相對體積損耗比的測量方法，尤其涉及一種基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法。
背景技術(shù)：
電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工，由于電火花加工是依靠電蝕作用而非機械接觸來去除工件材料的，加工中無宏觀力，所以無需考慮工具與工件的變形問題。電火花加工可以用于加工任何導(dǎo)電的材料，不論該種導(dǎo)電材料的硬度與強度。近些年來，電火花加工技術(shù)得到迅速發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者從加工機理、加工策略、電極制備、脈沖電源、控制系統(tǒng)、電極伺服、裝置裝備等多方面進行了探索。電火花銑削加工是電火花成型加工與電火花線切割相結(jié)合的產(chǎn)物。電火花銑削加工是指使用簡單圓柱形電極、管型電極使其旋轉(zhuǎn)并進行類似銑削的電火花加工。與傳統(tǒng)電火花成型加工對比，電火花銑削加工技術(shù)具有以下幾個特點:電火花銑削加工可以解決傳統(tǒng)成型加工有困難、甚至無法加工的任務(wù)，如復(fù)雜圓弧直線組成的長且深的窄槽；電火花銑削過程中可以有效地解決由于復(fù)雜形狀成型電極而造成的電極損耗不均勻及加工間隙中工作液流場不穩(wěn)定等問題，并大大簡化電極損耗的補償策略；電極旋轉(zhuǎn)以及相對放電位置的不斷改變可以改善放電條件，從而使得加工穩(wěn)定；傳統(tǒng)的成型加工中，隨著加工面積的增大，由于電容效應(yīng)作用，很難獲得較高表面質(zhì)量，電火花銑削可以有效減小電容效應(yīng)，獲得更好表面質(zhì)量。但是在電火花銑削過程中電極會存在損耗，實驗表明電極形狀會變?yōu)閳A錐形；圓錐形電極形成后，軸向損耗仍然存在，為了保證加工精度，在加工過程中需要對圓錐形電極進行軸向補償。相對體積損耗比是電極補償計算中極其重要的一個參數(shù)，相對體積損耗比的測量是電火花加工中比較困難的問題。通常是先加工一系列的孔，根據(jù)孔的直徑和深度算出加工體積，然后通·過接觸感知法測出電極的損耗長度，獲得電極損耗體積，然后求得相對體積損耗比。這種方法費時，對操作人員的要求較高；并且只考慮電極軸向損耗沒有考慮電極徑向損耗，根據(jù)孔深度和直徑算出加工體積誤差比較大。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種新的相對體積損耗比測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法，以克服現(xiàn)有相對體積損耗比測量方法存在的上述不足。本發(fā)明提出的基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法簡單易行，在工件上加工一道簡單的淺槽，測量加工穩(wěn)定后的深度與角度，通過計算得到精確的相對體積損耗比。本發(fā)明提供的基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法包括以下步驟:
第一步，在工件上銑削加工并測量加工穩(wěn)定后的參數(shù)。加工穩(wěn)定是指工作電極形成穩(wěn)定圓錐面。所述參數(shù)包括加工深度和角度，所述角度是指電極錐面與水平面夾角。第二步，計算相對體積損耗比。在計算相對體積損耗比時，本發(fā)明提供了一種基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比計算公式。該公式推導(dǎo)如下:(I)建立圓錐形端面電極銑削加工模型。電火花銑削加工過程中電極會損耗，為研究相對體積損耗比，需要對電極銑削過程進行建模，得到電極損耗體積與工件損耗體積的關(guān)系式。加工工件的初始表面表示為方程y=F (X),控制電極理論上按照y=f (X)的軌跡加工，由于存在著電極損耗的緣故，實際加工出的工件表面形狀是y=Y(X)，X表示加工距離。沿著X軸方向加工距離Ax時，電極加工掉的工件體積為AVw，用如下公式表示Δ Vff=Sff.Δ X ⑴式中Λ Vff——Δ X距離內(nèi)工件被加工的體積；Sff——電極加工槽的橫截面面積；Δχ——電極沿著X軸加工的距離。而電極的損耗體積Λ Ve用如下公式表示AVe=Se.Δ I (2)式中Λ Ve——加工Λ X距離電極損耗的體積；Se——電極的橫截面面積；Δ I——電極軸向的損耗長度；加工Λ X距離后電極軸向損耗的長度可用下式表示:.,dY{x).df{x).
權(quán)利要求
1.一種基于圓錐電極的電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，在工件上銑削加工并測量加工穩(wěn)定后的參數(shù)； 第二步，計算相對體積損耗比，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圓錐電極的電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法，其特征在于，所述第一步中，所述參數(shù)包括加工深度和角度，所述角度是指電極錐面與水平面夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圓錐電極的電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法，其特征在于，所述第二步中，對于相對體積損耗比進行修正，計算相對體積損耗比的修正系數(shù)k并得到修正后的相對體積損耗比:
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于圓錐電極電火花銑削加工相對體積損耗比測量方法，該方法在建立圓錐端面電極銑削加工模型的基礎(chǔ)上，得出相對體積損耗比與其他各參數(shù)之間的表達式，通過測量工件加工后的深度Hw以及錐角α，并根據(jù)已知的補償精度le、補償長度L以及電極直徑d，計算出相對體積損耗比；考慮到實際加工深度與理想加工深度存在細(xì)微差距，本方法對該計算結(jié)果進行修正，最終得到精確的相對體積損耗比。采用本方法得到的相對體積損耗比與實際值相比非常接近，并且相比現(xiàn)有的測量方法更簡單易行、節(jié)省時間。
文檔編號G01B21/00GK103234497SQ201310153418
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者裴景玉, 何磊, 金方進, 鄭博文, 王志良 申請人:上海交通大學(xué)