[發明專利]一種減小浸液式電火花線切割機床進給運動負載的方法

有效

• 申請號: 202011122956.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112276268B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 羅福源;顏見炳;尹涓;鄧振領;陳蔚芳
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H1/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種減小浸液式電火花線切割機床進給運動負載的方法，其特征在于在不影響工件相對于電極絲的進給運動的條件下，即以加工過程中液槽與工件、絲臂不發生干涉為前提條件，首先根據工件加工進給路徑反向計算液槽內絲臂相對工件的運動包絡區；其次通過減小該運動包絡區以外的液槽空間來減小液槽的有效容積，從而減小工件液的重量，減輕機床進給運動的負載。本發明能夠大幅度地減小工作液重量，具有易于實現、靈活性高、成本低、見效快等優點。

技術領域

本發明涉及一種線切割技術，尤其是一種浸液式電火花線切割機床技術，具體地說是一種通過液槽容積的優化減小浸液式電火花線切割機床的進給運動負載的方法。

背景技術

相對于沖液式電火花線切割機床，浸液式電火花線切割機床因為供液充分、冷卻均勻、水流擾動小等原因能夠獲得更好的工件加工精度、表面質量及穩定性。然而，為了將工件整體浸沒在工作液中，浸液式電火花線切割加工通常需要設置一個體積龐大的盛滿工作液的液槽。工作液其實是很重的，在常溫常壓下,1立方米的水基工作液的重量高達1噸。若將該液槽直接放置在工件臺上，勢必會加重電火花線切割機床進給機構的負載，削弱進給機構的運動速度、加速度與精度，并最終影響工件的加工質量與機床的使用壽命。如果為了匹配負載而提高機床進給機構的驅動功率，那么機床體積將變得十分龐大，而且非常浪費能源。事實上，要實現浸液式電火花線切割，只需保證在工件加工過程中工件沒入工件液即可，而液槽中所提供的工作液遠遠超出了需求。因此，解決該問題的快捷途徑是對液槽進行優化設計，減小液槽的有效容積，從而減小機床進給驅動機構的負載。

發明內容

本發明針對現有的浸液式電火花線切割機床的液槽體積龐大造成機床進給運動負載過大，影響加工效率和精度的問題，發明一種減小浸液式電火花線切割機床進給運動負載的方法。

本發明的技術方法是：

一種減小浸液式電火花線切割機床進給運動負載的方法，其特征在于在不影響工件相對于電極絲的進給運動的條件下，即以加工過程中液槽與工件、絲臂不發生干涉為前提條件，首先，根據工件加工進給路徑反向計算液槽內絲臂相對工件的運動包絡區；其次，通過減小該運動包絡區以外的液槽空間來減小液槽的有效容積，從而減小工件液的重量，減輕機床進給運動的負載。

1.本發明在不影響工件相對于電極絲的進給運動的條件下，即以加工過程中液槽與工件、絲臂不發生干涉為前提條件，首先根據工件加工進給路徑反向計算液槽內絲臂相對工件的運動包絡區，然后通過減小該運動包絡區以外的液槽空間來減小液槽的有效容積，從而減小工件液的重量，減輕機床進給運動的負載。該方法的創新性在于：1）提出了通過減小液槽的有效容積進而減小的工件液的重量的途徑來減小機床進給驅動機構的負載。2）如何確定液槽的形狀和大小是減小液槽的有效容積的難點。顯然液槽的形狀和大小與工件的形狀大小、沉入液槽中的絲臂以及加工路徑都有關系。通常在實際工況下，絲臂是靜止不動的，機床的進給工作臺帶著液槽與工件運動。本發明根據相對運動原理，假設工件不動，液槽內的絲臂帶著電極絲沿著加工路徑移動。這樣，就可以通過求取液槽內絲臂相對工件的運動包絡區來獲得保證液槽不與其內部的絲臂發生碰撞干涉的一個自由加工區域的形狀和大小，從而為如何縮小液槽的有效容積提供決策依據。

2.從上述方法原理出發，提出了根據工件加工進給路徑反向計算液槽內絲臂相對工件的運動包絡區的算法。該算法根據工件加工路徑的不同特點，提供了兩種方案：

對于具有切入切出點的工件，包括5個計算步驟：

1）根據工件與電極絲的當前位置規劃工件切入點與電極絲中心點之間的加工前運動路徑；

2）規劃工件內部路徑加工結束后的從切出點到工件停止點之間的加工后運動路徑，并對該路徑以電極絲為中心進行垂直鏡像與水平鏡像操作，得到加工后反向運動路徑；

3）從電極絲中心點開始，將加工前運動路徑、工件內的加工路徑與加工后反向運動路徑依次首尾相接，得到運動包絡線；