[发明专利]一种减小浸液式电火花线切割机床进给运动负载的方法

说明书

一种减小浸液式电火花线切割机床进给运动负载的方法，其特征在于在不影响工件相对于电极丝的进给运动的条件下，即以加工过程中液槽与工件、丝臂不发生干涉为前提条件，首先根据工件加工进给路径反向计算液槽内丝臂相对工件的运动包络区；其次通过减小该运动包络区以外的液槽空间来减小液槽的有效容积，从而减小工件液的重量，减轻机床进给运动的负载。本发明能够大幅度地减小工作液重量，具有易于实现、灵活性高、成本低、见效快等优点。

技术领域

本发明涉及一种线切割技术，尤其是一种浸液式电火花线切割机床技术，具体地说是一种通过液槽容积的优化减小浸液式电火花线切割机床的进给运动负载的方法。

背景技术

相对于冲液式电火花线切割机床，浸液式电火花线切割机床因为供液充分、冷却均匀、水流扰动小等原因能够获得更好的工件加工精度、表面质量及稳定性。然而，为了将工件整体浸没在工作液中，浸液式电火花线切割加工通常需要设置一个体积庞大的盛满工作液的液槽。工作液其实是很重的，在常温常压下,1立方米的水基工作液的重量高达1吨。若将该液槽直接放置在工件台上，势必会加重电火花线切割机床进给机构的负载，削弱进给机构的运动速度、加速度与精度，并最终影响工件的加工质量与机床的使用寿命。如果为了匹配负载而提高机床进给机构的驱动功率，那么机床体积将变得十分庞大，而且非常浪费能源。事实上，要实现浸液式电火花线切割，只需保证在工件加工过程中工件没入工件液即可，而液槽中所提供的工作液远远超出了需求。因此，解决该问题的快捷途径是对液槽进行优化设计，减小液槽的有效容积，从而减小机床进给驱动机构的负载。

发明内容

本发明针对现有的浸液式电火花线切割机床的液槽体积庞大造成机床进给运动负载过大，影响加工效率和精度的问题，发明一种减小浸液式电火花线切割机床进给运动负载的方法。

本发明的技术方法是：

一种减小浸液式电火花线切割机床进给运动负载的方法，其特征在于在不影响工件相对于电极丝的进给运动的条件下，即以加工过程中液槽与工件、丝臂不发生干涉为前提条件，首先，根据工件加工进给路径反向计算液槽内丝臂相对工件的运动包络区；其次，通过减小该运动包络区以外的液槽空间来减小液槽的有效容积，从而减小工件液的重量，减轻机床进给运动的负载。

1.本发明在不影响工件相对于电极丝的进给运动的条件下，即以加工过程中液槽与工件、丝臂不发生干涉为前提条件，首先根据工件加工进给路径反向计算液槽内丝臂相对工件的运动包络区，然后通过减小该运动包络区以外的液槽空间来减小液槽的有效容积，从而减小工件液的重量，减轻机床进给运动的负载。该方法的创新性在于：1）提出了通过减小液槽的有效容积进而减小的工件液的重量的途径来减小机床进给驱动机构的负载。2）如何确定液槽的形状和大小是减小液槽的有效容积的难点。显然液槽的形状和大小与工件的形状大小、沉入液槽中的丝臂以及加工路径都有关系。通常在实际工况下，丝臂是静止不动的，机床的进给工作台带着液槽与工件运动。本发明根据相对运动原理，假设工件不动，液槽内的丝臂带着电极丝沿着加工路径移动。这样，就可以通过求取液槽内丝臂相对工件的运动包络区来获得保证液槽不与其内部的丝臂发生碰撞干涉的一个自由加工区域的形状和大小，从而为如何缩小液槽的有效容积提供决策依据。

2.从上述方法原理出发，提出了根据工件加工进给路径反向计算液槽内丝臂相对工件的运动包络区的算法。该算法根据工件加工路径的不同特点，提供了两种方案：

对于具有切入切出点的工件，包括5个计算步骤：

1）根据工件与电极丝的当前位置规划工件切入点与电极丝中心点之间的加工前运动路径；

2）规划工件内部路径加工结束后的从切出点到工件停止点之间的加工后运动路径，并对该路径以电极丝为中心进行垂直镜像与水平镜像操作，得到加工后反向运动路径；

3）从电极丝中心点开始，将加工前运动路径、工件内的加工路径与加工后反向运动路径依次首尾相接，得到运动包络线；