郭学杰,裴万生,余祖元,李剑中

(大连理工大学机械工程学院,辽宁大连116024)

与传统机械相比,微机械体积小、耗能低、性能稳定,在航空航天、医学、生化、通讯等领域具有广泛需求。而微细电火花加工作为微细加工技术的一种,因其可加工任何导电材料而无需考虑材料的硬度,而被广泛应用于微孔和微型磨具的加工。日本学者发明了线电极磨削技术[1],解决了微细工具电极的在线制作问题,推动了微细电火花技术的应用,同时促进了对微细电火花加工技术的深入研究。余祖元等通过复合电极摇动和工件超声振动的方法加工出了深径比达29的微孔[2]。

本文利用三轴微细电火花加工机床,通过直线插补与圆弧插补方法,分别加工出了圆锥台、四棱台以及带有圆弧曲面的微细异型电极,并获得了较高的加工尺寸精度。

1 插补算法

1.1 直线插补原理

数控加工中,按脉冲驱动方式的不同有脉冲增量插补和数字增量插补。脉冲增量插补主要用于步进电机驱动的开环系统;数字增量插补主要用于采用交、直流伺服电机为伺服驱动系统的闭环、半闭环数控系统,也可用于以步进电机为伺服驱动系统的开环数控系统。本文所用实验机床为双闭环直流伺服系统,因而选用了数据采样插补法。

直线插补的基本原理如图1所示,假设要加工的直线OP在XY平面上,起点坐标为坐标原点O(0,0),终点坐标P为(x0,y0),刀具进给方向和X轴夹角为θ。设插补进给步长为 Δ L,则插补步数N为: