一种电火花成型加工三维圆锥插补方法

摘要

本发明公开了一种用于电火花成型机数控机床的加工方法，当X、Y轴进行摇动的同时，Z轴的加工电极在垂直方向以给定的速度进给或回退，代替了传统的插补，即由Z轴先运动到给定的圆心位置，然后由X、Y轴按水平方向轨迹运动。同时由于加工中三维的摇动进给与回退，便于加工削的排出，进一步提高加工的精度。

主权项

一种电火花成型加工三维圆锥插补方法，其特征在于，该方法包括以下实施步骤：（1）控制器发出脉冲指令，控制主轴运动到指定的位置：控制器、驱动器和直线电机依次相连，直线电机与主轴固定连接，光栅尺固定在直线电机上，并与控制器相连；控制器发送相应的脉冲指令给驱动器，驱动器驱动直线电机运动，从而带动主轴精确地运行到指定的位置。（2）当固定在主轴上的工具电极到达伺服进给的起始位置后，控制器通过直线电机控制主轴按照预定的加工轨迹进给；具体包括以下子步骤：（2.1）工具电极从现行位置Pi(xi,yi，zi)，经过一个插补周期后到达下一点Pi+1(xi+1，yi+1，zi+1)，进而得到一个插补周期的x、y、z轴的进给量Δx、Δy、Δz，如此沿着三维圆锥曲线到达终点位置Pe(xe，ye，ze)。（2.2）如图2所示，由圆锥方程可得Pi点坐标为： x i = t i cos t i y i = t i sin t i z i = at i 式中，xi、yi、zi为起始点Pi的坐标，t为参数，a为系数。插补一步后，得到插补点Pi+1的坐标为： x i + 1 = ( t i + Δt ) cos ( t i + Δt ) y i + 1 = ( t i + Δt ) sin ( t i + Δt ) z i + 1 = a ( t i + Δt ) 式中，xi+1、yi+1、zi+1是点Pi+1的坐标，Δt为插补周期。于是得到插补步长f:f2=(xi+1‑xi)2+(yi+1‑yi)2+(zi+1‑zi)2；（2.3）如图3所示，当工具电极靠近工件后，间隙电压到达设定的伺服跟踪电压，从而开始放电加工；当加工一段时间后，为了将加工削排出防止积碳发生，电极按原来轨迹回退。（2.4）随着放电加工的进行，电极出现损耗，控制器加大电极摇动半径以补偿 因电极损耗引起的精度误差。（3）当工具电极与工件间的电压小于间隙电压，主轴开始抬刀，与进给相同的轨迹回退。（4）重复步骤1‑3，将工件多余部分蚀除，实现电火花成型加工。