[發(fā)明專利]放電加工刀具的幾何控制和最佳擬合

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580050321.5
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN107000091A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.阿喬尼;C.巴塔利
• 申請（專利權(quán)）人: 諾沃皮尼奧內(nèi)股份有限公司
• 主分類號: B23H7/20
• 分類號: B23H7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 金飛,譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開涉及放電加工。更具體地，本發(fā)明涉及用于加工渦輪機(jī)械的葉輪的電極或刀具的加工，渦輪機(jī)械諸如但不限于離心泵和離心壓縮機(jī)。

背景技術(shù)

用于離心渦輪機(jī)械的葉輪通常包括盤或輪轂，盤或輪轂具有從其延伸的多個葉片，并且限定多個導(dǎo)葉，由渦輪機(jī)械處理的流體流過那里。在一些實(shí)施例中，葉輪還包括護(hù)罩，其通過布置在盤和護(hù)罩之間的葉片連接在盤上。

根據(jù)一些已知的方法，離心葉輪通過放電加工(本文以下也簡稱為EDM)來加工。EDM是一種熱侵蝕工藝，其中金屬通過在存在介電液體的情況下放電加工刀具或電極以及導(dǎo)電工件之間的一系列循環(huán)放電被去除。放電在電極和工件之間的電壓間隙(voltage gap)中發(fā)生。由放電產(chǎn)生的熱量使工件材料的顆粒蒸發(fā)。這些顆粒通過連續(xù)沖洗介電液體而從間隙被洗出。

當(dāng)使用EDM時(shí)，使開始為盤狀的鋼或其他合適材料的工件面臨一系列放電加工刀具或電極的反復(fù)作用。依次使用不同形狀的電極或刀具。使用具有第一電極的第一刀具來開始工件中空腔的加工。然后順序使用不同形狀的刀具，直至在布置在葉輪的盤和護(hù)罩之間的連續(xù)葉片之間形成完整的導(dǎo)管。

葉片表面以及內(nèi)部盤和護(hù)罩表面的形狀和尺寸必須精確并且對應(yīng)于基于流體動力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的葉輪的仿真3D模型(即，CAD 3D模型)。渦輪機(jī)械的效率極大地取決于渦輪機(jī)械葉輪的加工精度。

EDM電極又使用具有高導(dǎo)電率和高熔化溫度的材料諸如銅或石墨通過有屑切削來加工。EDM刀具通常包括電極和安裝支架，電極安裝在安裝支架上。刀具又安裝在EDM裝置的連桿(ram)或刀具支架上。EDM裝置的CNC控制軸相對于工件移動刀具，以產(chǎn)生加工表面，加工表面具有對應(yīng)于EDM電極的形狀的形狀。EDM電極的加工期間產(chǎn)生的幾何學(xué)誤差以及由于電極和安裝支架之間的不適當(dāng)聯(lián)接導(dǎo)致的不對準(zhǔn)造成工件的不精確加工。在渦輪機(jī)械葉輪的情況下這又會造成渦輪機(jī)械的效率欠佳。在一些情況下加工的葉輪必須被丟棄，因?yàn)槠洳粷M足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)公差。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，EDM電極幾何形狀的精度使用CMM技術(shù)來檢查。抵靠電極在預(yù)定的一組點(diǎn)上移動機(jī)械探頭。專用的軟件檢查這些點(diǎn)的實(shí)際位置是否滿足設(shè)計(jì)公差。檢查EDM電極的此已知方法是昂貴而耗時(shí)的，尤其是因?yàn)閷τ贑MM需要專用的零件程序來檢查每個EDM電極。此外，已知系統(tǒng)的精度不是令人滿意的。

因此對于用來檢查EDM電極和刀具的精度的更有效、更精確且耗時(shí)少的方法存在需求。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了一種用于檢查放電加工電極的幾何形狀的方法，其更有效地檢查EDM電極。根據(jù)本文公開的主題的實(shí)施例，該方法包括以下步驟：

提供包含放電加工電極的仿真3D模型的文件；

提供基于該仿真3D模型的加工放電加工電極；

光掃描該加工放電加工電極在不同位置的一組圖像，并對此生成該加工放電加工電極的掃描3D模型；

比較仿真3D模型和掃描3D模型并對于放電加工裝置生成電極補(bǔ)償坐標(biāo)，以修正放電加工期間的電極路徑。

根據(jù)一些實(shí)施例，該方法還可包括以下步驟：

在仿真3D模型中在放電加工電極的表面上限定一組點(diǎn)；

產(chǎn)生在仿真3D模型中的所述點(diǎn)處定心的一組幾何元素，例如球體；

在該加工放電加工電極的掃描3D模型中將所述一組點(diǎn)投射在放電加工電極的表面上；

應(yīng)用一組幾何元素，例如小球體，其在投射在該加工放電加工電極的掃描3D模型的表面上的所述點(diǎn)處定心；

相對于仿真3D模型使該加工放電加工電極的掃描3D模型移位，以最小化仿真3D模型上的幾何元素與該加工放電加工電極的掃描3D模型上的幾何元素之間的距離。

根據(jù)一些實(shí)施例，相對于仿真3D模型使該加工放電加工電極的掃描3D模型移位的步驟包括以下步驟：

圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)該加工放電加工電極的掃描3D模型，以及

沿著至少一條平移軸線平移該加工放電加工電極的掃描3D模型。