·模具制造技术· 基准球在电火花加工精密定位中的应用 郭 刚 深圳职业技术学院机电学院（广东深圳５１８０００） 【摘要】在电火花加工中电极相对于工件的定位精度直接影响电火花加工精度。在分析传 统的电极直接接触感知工件的定位方法的基础上，探讨了基准球的使用方法，使电火花加 工中电极的定位更加精确，从而有助于提高电火花加工工件的精度 关键词：电火花加工；基准球；定位精度 中图分类号：ＴＧ６５９ 文献标识码：Ｂ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄａｔｕｍ Ｂａｌｌ ｉｎ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ０ｆ ＥＤＭ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｐｌ’ｅｅｉｓｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｈ’ｏｄｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｔ０ ｔｈｅ ｗｏｒｋｐｉｅ（·ｅ ｉｎ ＥＤＭ，ｗｈｉｃｈ ｄｉｔ’ｅ（：ｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｔ’ＥＤＭ．ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｎｌｐｏｒｔａｎｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｎ’ｔ）（ ｅｓｓ，ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｉｓ（Ｉｉｒｅｅｌ１ｙ ｔｏｕｃｈｅｄ Ｉｏ ｔｈｅ ｗｏｒｋｐｉｅｅｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔ ｔｈｅ ｔｒａ（１ｉｔｉｏｎａＪ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎ ｔｉｆｓ ｐａｐｅｌ’．ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｄａｔｕｎ１ １）ａＩＪ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ｗｈｉ（·ｈ ｍａｋｅｓ ｌｈｅ ｅ，ｌｅｃｔ￣’（）ｄｅ ｐｏｓｉｔｉ（ｕｉｒｎｇ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｉｎ ＥＤＭ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＤＭ；ｄａｔｕｎ１ ｂａｌｌ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｅｅｔｌｔｈｅｙ ｌ 引言 通过１ 具电极和工件之问的瞬时脉冲放电产生的高 花加一Ｉ 中电檄的定位更加精确，从 有助于提高电火 Ｆ．－１ 件的精度。 电火花成型加１一是利用石墨或紫铜作Ｔ具电极， 花￣Ｈ温来融化金属。电火花ＪＪｌｌ￣］ 过程中几乎不存在机械 ２电极直接感知工件的定位方法 切削力，加 ｌ 难易程度与Ｔ件的硬度无关，其加ｌ 精 的制造中、 与数控铣削加１一分中俸等直接接触～［件的定位 的接触感知来实现。在接触感知过程中，电极与ｌｉｆｅ－ ｆ＇ｂ 度可以达到０．００１１１１１１１，广泛应用于精密模具型腔＿ｌ 件 不同，电火花加工中电极的定位通常利用电极与１．电火花成型加Ｔ中型腔工件的精度包括两个方 有弱电流放电。弱电流放电时，电檄与Ｉ 件的放电间 面，即 腔的轮廓尺寸精度（即形状精度）和型腔的位 隙很小，相对于电极的定位精度基本可以忽略不计、ｆ１，当电极与＿ｒ 件有弱电流感知放电时， 置精度。ｆｌ１于现代电火花成型机床技术的进步．电火 在定位过程ｆ花加１ 过程ｒｆ１通过正确调用机床￣－ＯＤＩＪ丁条件参数表， 通常认为电极已接触到 件。 如 ｌ所示，如将直径 ５ｒａｍ的电极定位于Ｔ件ＡＢＣＤ的Ｏ点。其主要过 型腔１－件的形状精度通常较容易保证。在实际加Ｔ 为４，过程巾， 腔一１：件的位置精度往往取决于机床操作过 程为：首先在沿 轴正方向感知＿１ 件的ＡＢ边（不考虑 程电极定位于加ＴＴ件的位置精度．型腔 件位置精 感知后电极的回退量），感知完成后可以认为电极与 度的超差而导致整个＿ｒ件报废的事故经常发生。因 工件ＡＢ边接触。同样在沿，‘轴正方向感知Ｔ件的ＢＣ 此，提高电火花加１ｌ 电极相对于 １ 件的位置精度是一 边。感知完成后，抬起电极，将电檄沿 不１ＩＹ方向分别 项重要的Ｔ作任务 移动４２．５和２０．５ｍｍ，这时电极的中心即定位于ｒ 件 本文 分析传统的电极直接接触感如Ｔ件的定 的０点 位方法的屣础上，探讨了基准球的使用方法，使电火 ·６０· 《模具制造｝２０１８年第５期 ·模具制造技术· 来确定，具体如图２所示。设定一个工件坐标系或直 接采用机械坐标系，首先操作机床面板通过目测方法 将安装在机床主轴上的基准球移到工作台基准球的 正上方５～１Ｏｍｍ，两个基准球从ｚ轴方向进行感知，如 ２ｃ·箭头ｌ所示，感知完后安装在机床主轴上基准球 自动上升到设定的高度，两个基准球脱离接触。然后 安装在机床主轴上的基准球沿设定的距离向 或】，方 向平移，再沿ｚ轴下降，通常以刚才ｚ方向两基准球接 罔１电极接触感知定位 触感知时的Ｚ坐标为基础再下降一个基准球的直径， 保证两基准球球心在同一高度上，再分别沿图２ｃ箭头 ２、３、４、５所示方向进行接触感知。通过这样感知，得 ３利用基准球的电极定位方法 电火花加Ｔ中电极通常利用电极与工件进行直 到同定在机床Ｔ作台上基准球球心 、＇，坐标及基准 接感知定位，但由于电极的接触面积较大、电极或工 球最高点的ｚ坐标。南于开始从图２ｃ所示箭头１方 件有毛刺等因素的影响，电极定位精度通常在 向进行感知时，两个基准球的球心的 、ｙ并不完全重 ０．０ｌｍｍ左有。在电火花加工若采用基准球定位，则 合，因此通过两基准球感知而得到的一ｒ作台上基准球 能有效提高定位精度。基准球定位过程中基准球与 的最高点的ｚ坐标可能有较大误差。因此通常需要 电极、基准球与工件的接触感知都是点接触，接触面 按照上述过程，两个基准球分别沿图２ｃ：箭头１、２、３、 积小，定位准确，定位精度小于０．Ｏ０５ｍｍ。 ４、５方向再进行感知，然后比较两次感知的坐标误差， 使用基准球定位方法主要使用两个基准球，一个 如果误差大于允许的值，则需要再一次重复感知，直 基准球安装在电火花机床主轴上，另一个放置在机床 至最后两次感知的误差在许可的范同内。如果多次 ｒ［作台上，如图２所示。其主要定位过程分３个阶段， 感知得到的结果不理想，则需要分析原因．如是否基 具体如下： 准球表面太脏？必要时用干净的布片蘸酒精搽拭基 （１）放置在Ｔ作台上基准球位置的确定 准球表面。通过上述操作．得到放置在工作台上基准 放置在工作台上基准球位置主要通过安装在电 球最高点的坐标（ 、ｌ，、ｚ）。 火花机床主轴上的基准球与Ｔ作台上的基准球感知 （２）确定工件中心。 （ａ） （ｂ） （（·） 冈２ 丁作台上基准球位置的确定 ａ——基准球顶部感知 ｌ ——基准球侧面感知ｔ－＿一基准球感知示意图 《模具制造》２０１８年第５期 ·６ｌ · ·模具制造技术· 工作台 安装在机床主轴上的基准球首先从ｚ方向感知 定在机床工作台上的基准球最高点处重合时，件，如图３ａ所示．得到］●件上表面的坐标，然后如图 上基准球最高点的坐标就是电极下表面中心的坐 ３ｈ、图３ｃ、图３ｄ、图３ｅ所示分别从 ＋、 、ｙ＋、ｙ＿４个方 标。这样就可知电极下表面中心与Ｔ件中心的相对 向对Ｔ件进行感知，得到工件的中心位置坐标。 （３）电极坐标的确定 位置，根据相对位置的坐标差值，就实现将电极定位 于工件的中心 取下安装在机床主轴上的基准球，在机床主轴上 综上所述，相对于电极直接感知［件的定位法， 安装并校正好电极，如图４所示，电极如箭头１、２、３、 在基准球定位过程中，基准球与电极、基准球与工件 ４、５所示从５个方向与固定在机床工作台上的基准球 都是点接触感知，接触面积小，容易实现电极相对于 感知。通过感知可知：当电极下表面的中心位置与固 丁件的精确定位。 Ｉ Ｊ ．．．．．Ｉ——－—＿—ＩＬ＿·一＿ （ｅ） 訇３ １一件中心坐标的确定 （ｂ） （ｃ） 图４电极坐标的确定 ——感知电极底部ｌ广－感知电极侧面 ｃ——感知电极示意图 参考文献 ２０ｌ１．（１２） Ｉ】刘晋春．特种加Ｔ［Ｍ１．北京：机械丁业出版礼，２０１４． ２】优端阳．模具企业电火花成型加Ｔ误区的分析【Ｊｌ１．模具制 造，２００７，（９） 作者简介：郭刚，男，１９６４年生，博士，深圳职业技 术学院机电学院专业教师，长期从事数控加工技术教 学与科研工作 ＝（收稿日期：２０１８－０３—２０）① ３】周旭光．模具型腔电极的设计及其应用ｌＪ１．模具制造， ·６２· 《模具制造｝２０１８年第５期
