用于电火花加工工件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于电火花加工工件的一种方法和一种装置。此时在工具电极上施加一个烧蚀脉冲。在烧蚀脉冲持续期间内还检测施加在工具电极上的电压（Ｕ↓［ｅ］）。最后，在求得了所测电压（Ｕ↓［ｅ］）或者一个由此导出的值、如放电功率或者所测电压与此时流过的电流之比值的一种渐近特性之后就使烧蚀脉冲中断。最后可以在中断该烧蚀脉冲之前提高电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及按权利要求1和10的前序部分所述的用于电火花加工(funkenerosives Bearbeiten)工件的一种方法和一种装置。
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电火花加工时的一个主要问题在于一方面优化加工的烧蚀功率，另一方面优化待加工工件的表面质量。加工过的工件应该具有某个最终粗糙度(Endrauheit)和某个形状精度(Formpraezision)。另外还要求在工件表面上尽可能小的热影响区和尽可能小的电极磨损。所述边界条件确定了加工持续的时间以及工件加工完成的成本。在电火花加工中电火花发生器提供了能够实现烧蚀过程的、作用在工具电极和工件上的受控制的烧蚀脉冲(Erosionsimpuls)的序列。在
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中通常用以下种类的脉冲序列-等频率脉冲序列(Isofrequente Impulsfolgen)，如它们例如在图1a中所表示的那样。那里表示了根据三个紧接着的烧蚀脉冲作用在工具电极上的电压UFS随时间的变化曲线。一个烧蚀脉冲的特征是电压一直增高到一个规定的空载电压Ui，保持恒定的空载电压Ui持续到点燃该烧蚀脉冲，而在放电时(具有一个平均的放电电压Uc)有一个电压降，并且在电压降到零时放电中断。在产生下一个烧蚀脉冲之前，紧接着一个持续时间为ti的烧蚀脉冲是一个脉冲间隔t0。图1b表示了附属的、在一个烧蚀脉冲期间在工具电极上流动的电流随时间的变化曲线IFS。这条电流变化曲线在放电时升高到一个保持恒定的平均放电值Ie并在该烧蚀脉冲结束时降到零。在等频率脉冲序列中脉冲持续时间ti和间隔时间t0都保持恒定。点火延迟时间(在施加空载电压Ui和电流升高或者空载电压降低之间的时间)的随机特性在这种方法中改变了对于每个电流脉冲的放电能量(放电电流同样也保持恒定)，因此也改变了烧蚀量、相对磨损和最终粗糙度。-等能量脉冲序列(Isoenergetische Impulsfolgen)，如它们例如在图2a和2b中所表示的那样，其中放电时间te和间隔时间t0都保持恒定。这里使工艺技术的结果达到较好的恒定性。等能量加工与等频率加工相比较可以实现一个较小的烧蚀量，这是因为用于加工的单位时间内的烧蚀脉冲较少。另外在电火花加工工件的
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中电流脉冲的形状通常是矩形的或梯形的。梯形的电流脉冲与矩形电流脉冲相比虽然有以下优点由于在放电通道(Entladekanal)的建立阶段中较小的电流密度而电极的磨损比较小，然而它也有缺点由于电流-时间-积分较小，因而烧蚀量就较小。PCT(专利合作条约)公布文献WO 01/32342试图消除用梯形电流脉冲进行加工的缺点，其方法是在一个预先规定的时间之后自放电开始起接通一个附加的发电机，它给该正常的电流脉冲迭加了一个很短的、高能量的三角形电流脉冲。该预先规定的时间按经验求得，并用于减小电流密度并使电极磨损保持较小。尽管此处尤其在对硬金属加工时可以加大该烧蚀量，但却不能同时减小电极磨损，这是因为对于每个电流脉冲都有不同的条件。也就是说烧蚀过程是随机的，因而每个电流脉冲的电流密度都跟随于一种自身的梯度。另外利用一个附加的发电机也是费事而昂贵的。
技术实现思路
本专利技术的任务是改善用于电火花加工工件的一种方法和一种装置。本专利技术分别用权利要求1和10的主题来解决该项任务。本专利技术的优选方案则在从属权利要求中进行了说明。根据本专利技术的第一个方面，提出一种用于以电火花来加工工件的方法，其中在工具电极上施加一个烧蚀脉冲。此外在烧蚀脉冲持续时间内检测施加在工具电极上的电压。最后，在求得了所测电压的或者一个由此导出的值-如放电能量或者所测电压与此时流过的电流之比值-的一种渐近特性(asymptotisches Verhalten)之后就使烧蚀脉冲中断。根据本专利技术的第二个方面，提出一种用于以电火花来加工工件的装置，这种装置具有一个电火花发生器，用来产生所要施加在工具电极上的烧蚀脉冲。电火花发生器的设计应使它在一个施加在工具电极上的烧蚀脉冲持续时间内能测得施加在工具电极上的电压。该装置还包括有一个与电火花发生器相连的机构，该机构的设计应使它促使该电火花发生器在已经求得所测得电压的或者一个由此导出的值-如放电功率或所测电压与此时流过的电流之比值-的一种渐近特性之后就中断一个烧蚀脉冲。附图说明以下根据优选的实施例参照附图对于本专利技术以及本专利技术的其它特征进行详细阐述。图中示出图1按照
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的等频率电流脉冲序列的一种随时间变化的电压曲线(图1a)和一种附属的随时间变化的电流曲线(图1b)；图2按照
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的等能量电流脉冲序列的一种随时间变化的电压曲线(图2a)和一种附属的随时间变化的电流曲线(图2b)；图3按照本专利技术的一种等几何电流脉冲的一种随时间变化的电压曲线(图3a)，一种附属的、电压曲线的导数随时间变化的曲线(图3b)和一种附属的随时间变化的电流曲线(图3c)；图4按照本专利技术的一个实施例的用于中断烧蚀脉冲的机构的一个原理电路简图；图5在图4中所示的用于中断烧蚀脉冲的机构的输出电压随时间变化的电压曲线；图6按照本专利技术的另外一个实施例的烧蚀脉冲的一种随时间变化的电压曲线，其中脉冲持续时间取决于放电持续时间和点火时间的延迟；图7按照本专利技术的另一个实施例的一个烧蚀脉冲的一种随时间变化的电流曲线，其中在中断烧蚀脉冲之前电流值升高了；图8按照
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的一种烧蚀脉冲的随时间变化的电流曲线，其中用于中断烧蚀脉冲的机构并不与集成在电火花发生器中的电流控制机构同步；而且图9按照本专利技术的另外一个实施例的一种烧蚀脉冲的随时间变化的电流曲线，其中用于中断烧蚀脉冲的机构与集成在电火花发生器中的电流控制机构同步。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术和为说明本专利技术所用的技术性概念，首先根据图1和2来说明电火花加工的一般原理，对于按
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的烧蚀脉冲序列来说这些图则表示了电压UFS和附属电流IFS的随时间变化的曲线。对工件的电火花加工以通过在一种工作介质(介电液体)中在两个电极(工件和工具电极)之间的放电过程而引起的导电材料的烧蚀为基础。所述烧蚀在空间和时间上相互分开，由非稳定的放电(火花)引起。为此将工件和工具电极如此放在工作位置上，使它们二者之间保持一个工作间隙。若在电极上施加一个电压(以一序列烧蚀脉冲的形式)，那么在超过了工作介质的耐压强度(这是由电极距离和介电液体的导电能力所规定的)之后就形成了一个高能的放电间隙。合适的电火花发生器提供了对于产生烧蚀脉冲所必需的能量。在
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中则首先使用静态的脉冲发生器。放电时导致材料烧蚀的物理学过程分成三个紧接着的主要阶段建立阶段、放电阶段和衰减阶段。在以下对这三个不同阶段的描述中假定烧蚀脉冲以正的电压施加在工具电极上并使该工具电极承担了阳极的作用。当然本专利技术也应用于其它的烧蚀过程，其中例如该工具电极施加负的烧蚀脉冲。在建立阶段时，在两个电极之间建立起放电通道。为此由电火花发生器将一个具有一个调定了的电压值的烧蚀脉冲施加到电极上，该电压就是所谓的空载电压Ui，当还没有电流IFS经过该放电通道流动时，该空载电压就在放电间隙上作为最大值而出现。调定的空载电压Ui还规定了在能够点燃放电时的间隙宽度。在从加上烧蚀脉冲起的所谓点火延迟时间期满之后，一个电流Ie就几乎只是在放电通道的外表面上流动，而阳极则由于电子冲击而部分地蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
借助于一个工具电极对一个工件进行电火花加工的方法，其中：－将一个烧蚀脉冲施加在该工具电极上，－在烧蚀脉冲持续时间内检测施加在工具电极上的电压（Ｕ↓［ｅ］），其特征在于，－在求得了所检测的电压（Ｕ↓［ｅ］）的或 一个由此导出的数值－如放电功率或者所检测的电压与此时流过的电流之比值－的渐近特性之后，使烧蚀脉冲中断。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M博卡多罗，R克纳尔克，S博尼尼，
申请(专利权)人：阿杰公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]