一种电火花机电极装夹校正方法及系统与流程

本发明涉及电火花机加工过程中的电极装夹校正技术，特别涉及一种电火花机电极装夹校正方法及系统。

背景技术：

电火花机在加工时，需要对电极(俗称铜电极或者铜公)进行装夹校正，其大概的操作流程如下：待加工的工件装夹在电火花机的工作台，电极装夹在电火花机的加工机头；通过标准球对工作台上的工件进行分中，定位待工件的中心点(获取待工件的中心点坐标)，电极装夹后(必然会有一定的倾斜或没有摆正)，需要专业操作人员，通过加工机头上的万能调节头(可左右倾斜微调，前后倾斜微调，水平旋转微调)，配合调节测器、电极的基准台(电极的基准)，进行多次微调尝试，耗时2至5分钟才能调整校正完毕，使得电极调至水平且摆正；电极校正好之后，在工件的外围，还要对通过标准球配合电极的基准台对电极进行分中，定位电极的中心点(获取此刻电极的中心点坐标)，然后加工机头带动电极，从工件外围的电极的中心点的坐标移动至工件的中心点的坐标(及电极的中心与工件的中心对位重合)，并将工件的中心点设为零点坐标(0，0)，然后再根据工件对应图纸的坐标系，将电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。而且，由于一个工件的加工，其多个位置的加工形状或尺寸大小不一样，需要配上一整套的多个电极，每换一个电极进行加工时，都需要在装夹电极后对电极进行调整校正一次，同时也都需要对电极进行分中定位中心点一次，然后再移至工件的中心点进行对位。整个操作过程相当耗时费力，影响加工效率和加工品质，而且还必须得配备专业的操作人员(主要是因为电极的校正需要专业人员)。因此，传统的电火花机电极装夹校正技术还存在许多不合理的地方，需要作出改进完善。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种电火花机电极装夹校正方法及系统，能够简便快捷地装夹校正电极，快速定位电极的中心点，高效可靠，保证品质；而且，对于一整套的多个电极，在更换电极时，无需借助调节测器对电极进行耗费时间的调整校正，也无需借助标准球对电极进行多次的定位分中。

本发明采用的技术方案为：一种电火花机电极装夹校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)设置定位治具，所述定位治具设置有与电极的基准台相适配的定位部，所述电极的基准台包括第一水平基准面、第一垂直基准面、第二垂直基准面，且第一垂直基准面与第二垂直基准面垂直相交，所述第一水平基准面与第一垂直基准面相交，形成横向基准边，所述第一水平基准面与第二垂直基准面相交，形成纵向基准边，所述横向基准边、纵向基准边的交点为电极基准台的基准点，所述定位部包括第一水平定位面、第一垂直定位面、第二垂直定位面，且所述第一垂直定位面与第二垂直定位面垂直相交，所述第一水平定位面与第一垂直定位面相交，形成横向定位边，所述第一水平定位面与第二垂直定位面相交，形成纵向定位边，所述横向定位边、纵向定位边的交点为定位部的定位点；设置连接杆；

2)待加工工件及定位治具皆设置在电火花机的工作台，且定位治具位于加工工件的侧方，预先确定定位治具的定位部的定位点的坐标为(x1，y1)；将电极放置到定位治具，且电极的基准台的第一水平基准面、第一垂直基准面、第二垂直基准面分别与定位治具的定位部的第一水平定位面、第一垂直定位面、第二垂直定位面相配合，使得横向基准边、纵向基准边分别与横向定位边、纵向定位边相重合，基准台的基准点与定位部的定位点相重合，此时，电极已经处于水平摆正状态；已知电极的基准台的长度为l，宽度为w，则电极的中心点到横向基准边、纵向基准边的距离分别为l/2、w/2，则可以根据定位治具的定位部的定位点的坐标(x1，y1)计算确定出此时电极的中心点的坐标为(x3，y3)；将连接杆装夹到电火花机的加工机头，将连接杆的端部通过低熔点金属材料的加热熔融后再冷却定型后与电极的上端面进行连接固定，此时，电极被连接固定且依然保持水平摆正状态，至此，电极装夹校正完成。

进一步，还包括如下步骤：3)预先确定工件的中心点为(x2，y2)，将电极从坐标(x3，y3)移动至坐标(x2，y2)，则此时电极的中心点与工件的中心点对位重合，并将工件的中心点设为工件零点坐标(0，0)，且建立相对坐标系，然后再根据工件对应图纸的坐标，将电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。

进一步，所述低熔点金属材料为熔点在60℃～300℃的纯金属或者合金。所述低熔点金属材料优选sn金属材料或sn合金材料。

进一步，步骤2)中，将连接杆的端部通过低熔点金属材料的加热熔融后再冷却定型后与电极的上端面进行连接固定，具体包括如下四种方式：电极的上端面预先设置低熔点金属材料，直接对电极上端面的低熔点金属材料加热熔融，将电火花机加工机头上的连接杆移动至电极的上方，并下行置于熔融的低熔点金属材料中，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极被连接固定；或者，电极的上端面预先设置低熔点金属材料，将电火花机加工机头上的连接杆的端部抵顶在电极的上端面的低熔点金属材料中，对连接杆进行加热，然后通过加热的连接杆对低熔点金属材料进行加热熔融，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极被连接固定；或者，将电火花机加工机头上的连接杆的端部抵顶在电极的上端面，然后在抵顶部位加入熔融的低熔点金属材料，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极被连接固定；或者，将电火花机加工机头上的连接杆的端部抵顶在电极的上端面，对连接杆进行加热，然后供给低熔点金属材料，低熔点金属材料被加热的连接杆加热熔融，包覆住抵顶部位，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极被连接固定。

进一步，所述定位治具的上方设置有电加热器，所述电加热器与电火花机的加工机头上装夹的连接杆相对应，对连接杆进行电加热。

作为一种延伸方案，所述电极的上端面设置有连接槽，所述连接槽内设置有低熔点金属材料。

一种用于实施所述方法的电火花机电极装夹校正系统，其特征在于，包括待加工工件、电极、定位治具及连接杆，待加工工件及定位治具皆设置在电火花机的工作台，且定位治具位于加工工件的侧方；所述电极设置有基准台，所述电极的基准台包括第一水平基准面、第一垂直基准面、第二垂直基准面，且第一垂直基准面与第二垂直基准面垂直相交，所述第一水平基准面与第一垂直基准面相交，形成横向基准边，所述第一水平基准面与第二垂直基准面相交，形成纵向基准边，所述横向基准边、纵向基准边的交点为电极基准台的基准点，所述定位治具设置有与电极的基准台相适配的定位部，所述定位部包括第一水平定位面、第一垂直定位面、第二垂直定位面，且所述第一垂直定位面与第二垂直定位面垂直相交，所述第一水平定位面与第一垂直定位面相交，形成横向定位边，所述第一水平定位面与第二垂直定位面相交，形成纵向定位边，所述横向定位边、纵向定位边的交点为定位部的定位点；电极放置到定位治具，且电极的基准台的第一水平基准面、第一垂直基准面、第二垂直基准面分别与定位治具的定位部的第一水平定位面、第一垂直定位面、第二垂直定位面相配合，使得横向基准边、纵向基准边分别与横向定位边、纵向定位边相重合，基准台的基准点与定位部的定位点相重合，此时，电极已经处于水平摆正状态；所述连接杆装夹到电火花机的加工机头，并通过使低熔点金属材料加热熔融与冷却凝固的方式与电极相连接固定。

进一步，所述定位治具的上方设置有电加热器，所述电加热器与电火花机的加工机头上装夹的连接杆相对应，对连接杆进行电加热。

进一步，作为一种延伸方案，所述电极的上端面设置连接槽，所述连接槽内设置有低熔点金属材料。

本发明具有以下优点：设计定位治具，并通过定位治具的定位部与电极的基准台相配合，可以准确快速地使得电极处于水平摆正状态，并且确定此时电极的中心点坐标；设计连接杆(一般来说，连接杆和电极都是铜材质)，并配合熔点在60℃～300℃的低熔点金属材料，可以在无需精确定位的情况下(即连接杆无需对准电机上端面的中心，一般员工也能操作，摆脱对专业操作人员的依赖)，通过加热熔融与冷却凝固的方式使得连接杆与定位治具相连接固定，且保证有效的导电性。本方法能够简便快捷地装夹校正电极，快速定位电极的中心点，高效可靠，保证品质，省时省力，摆脱对专业操作人员的依赖；而且，对于一整套的多个电极，在更换电极时，无需借助调节测器对电极进行耗费时间的调整校正，也无需借助标准球对电极进行多次的定位分中。

下面结合附图说明与具体实施方式，对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为工件、定位治具及电极在电火花机工作台上的结构示意图；

图3为定位治具及电极的配合示意图；

图4为电极的结构示意图一；

图5为电极的结构示意图二；

图6为电极的结构示意图三；

图中：定位治具1；定位部11；第一水平定位面12；第一垂直定位面13；第二垂直定位面14；横向定位边15；纵向定位边16；电极2；基准台21；第一水平基准面22；第一垂直基准面23；第二垂直基准面24；横向基准边25；纵向基准边26；连接槽27；连接杆3；工件4；电火花机5；工作台51；的加工机头52；电加热器6。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1至6，本实施例所提供的电火花机电极装夹校正方法，包括如下步骤：

1)设置定位治具1，所述定位治具1设置有与电极2的基准台21相适配的定位部11，所述电极2的基准台21包括第一水平基准面22、第一垂直基准面23、第二垂直基准面24，且第一垂直基准面23与第二垂直基准面24垂直相交，所述第一水平基准面22与第一垂直基准面23相交，形成横向基准边25，所述第一水平基准面22与第二垂直基准面24相交，形成纵向基准边26，所述横向基准边25、纵向基准边26的交点为电极基准台21的基准点，所述定位部11包括第一水平定位面12、第一垂直定位面13、第二垂直定位面14，且所述第一垂直定位面13与第二垂直定位面14垂直相交，所述第一水平定位面12与第一垂直定位面13相交，形成横向定位边15，所述第一水平定位面12与第二垂直定位面14相交，形成纵向定位边16，所述横向定位边15、纵向定位边16的交点为定位部11的定位点；在电极2的上端面设置低熔点金属材料(附图中未视出)(参见图6，作为另一种方案，可以在电极2的上端面设置连接槽27，然后在连接槽27内设置低熔点金属材料)，所述低熔点金属材料为熔点在60℃～300℃的bi、sn、pb或in金属或者合金，优选sn材料，设置连接杆3。在此需要说明的是，为什么优选锡金属材料呢，因为连接杆与电极的连接最好需要满足三个要求，一是连接的稳定性，避免松动或脱落，二是连接的导电性，尽量保证优良的导电效果，三是，能够快速加热熔融与冷却凝固，提高连接杆的连接固定效率，而锡金属很好地满足了上面三点要求，是其他材料无法比拟的。例如，采用市面上的一些速干胶水，其效果就不佳，速干胶水虽然能够快速地将连接杆和电极连接固定起来，但其导电性不佳，影响加工效果。因此，上述虽然说明了“电极的上端面通低熔点金属材料的加热熔融与冷却定型与连接杆的端部相固定连接”，但如果存在一种导电性佳的新型连接材料，可以代替“金属熔融/凝固”的方式，直接将连接杆与电极连接起来，其也是可行的，是一种等同的替代方案。

2)待加工工件4及定位治具1皆设置在电火花机5的工作台51，且定位治具1位于加工工件4的侧方，预先确定定位治具1的定位部11的定位点的坐标为(x1，y1)；将电极2放置到定位治具1，且电极2的基准台21的第一水平基准面22、第一垂直基准面23、第二垂直基准面24分别与定位治具1的定位部11的第一水平定位面12、第一垂直定位面13、第二垂直定位面14相配合，使得横向基准边25、纵向基准边26分别与横向定位边15、纵向定位边16相重合，基准台21的基准点与定位部11的定位点相重合，此时，电极2已经处于水平摆正状态；已知电极2的基准台21的长度为l，宽度为w，则电极2的中心点到横向基准边25、纵向基准边26的距离分别为l/2、w/2，则可以根据定位治具1的定位部11的定位点的坐标为(x1，y1)计算确定出此时电极2的中心点的坐标为(x3，y3)；将连接杆3装夹到电火花机5的加工机头52，将连接杆3的端部通过低熔点金属材料的加热熔融后再冷却定型后与电极2的上端面进行连接固定，此时，电极2被连接固定且依然保持水平摆正状态，至此，电极装夹校正完成(此处，连接杆与电极的连接固定，有上述说明的四种方式，在此不做赘述)。更换新电极时，对电极上端面的低熔点金属材料加热熔融，便可将电极与连接杆脱离，然后在定位治具放上新的电极，再次进行连接，从而便捷快速地进行电极更换。

在此需要说明的是，一般来说，电极的基准台呈方形，定位治具的定位部呈l形，具有一个定位直角，对于坐标的计算：其中，定位治具的定位部的定位点的坐标为(x1，y1)以及工件的中心点为(x2，y2)，是预先测定的，即在将定位治具、待加工工件固定在电火花机工作台上时，便已经测定；可通过标准球或相关器具、方法进行确定。待加工工件一般装夹固定在工作台的中部位置，而定位治具可以设置在工件的左侧、右侧、上侧、下侧、左上侧、左下侧、右上侧、右下侧，本领域技术人员能够知晓，因为坐标是有正负方向的，因此定位治具具体设置在工件的那一侧涉及到电极放置到定位治具上时其中心点坐标的计算；其可能是：x3＝x1+w/2或者x3＝x1-w/2，y3＝y1+l/2或者y3＝y1-l/2。

在此还需要说明的是，为什么连接杆可以连接固定到电极上端面的任意位置而不产生影响，因为，电极此时已经通过定位治具的定位部与电极的基准台来保持水平与保证，并且也已经可以计算确定出中心点，那么连接杆只要能够连接固定上电极即可，而连接杆本身是否水平摆正或者连接杆本身的位置如何并不重要，只要电极本身是水平摆正且中心点坐标是准确的，那么它便能准确地与工件的中心点对位重合。整个过程中，减少了对专业操作人员通过测量器对电极进行调整校正的过程，高效可靠、省时省力而且摆脱对专业人员的依赖。

具体地，后续加工操作还包括如下步骤：3)预先确定工件4的中心点为(x2，y2)，将电极2从坐标(x3，y3)移动至坐标(x2，y2)，则此时电极的中心点与工件的中心点对位重合，并将工件的中心点设为工件零点坐标(0，0)，且建立相对坐标系，然后再根据工件对应图纸的坐标，将电极移动至需加工的位置，进行电火花加工。在此需要说明的是，电火花机的加工，一般是以工件的中心点为零点，建立坐标系进行加工的。另外，由于工件的中心点坐标以及电极放置在定位治具上的中心点坐标是不会变的，因此只需要进行一次确定即可，后续更换电极也毫不影响。

具体地，步骤2)中，将连接杆3的端部通过低熔点金属材料的加热熔融后再冷却定型后与电极2的上端面进行连接固定，具体包括如下四种方式：电极2的上端面预先设置低熔点金属材料，直接对电极2上端面的低熔点金属材料加热熔融，将电火花机5加工机头52上的连接杆3移动至电极2的上方，并下行置于熔融的低熔点金属材料中，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极2被连接固定；或者，电极2的上端面预先设置低熔点金属材料，将电火花机5加工机头52上的连接杆3的端部抵顶在电极2的上端面的低熔点金属材料中，对连接杆3进行加热，然后通过加热的连接杆3对低熔点金属材料进行加热熔融，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极2被连接固定；或者，将电火花机5加工机头52上的连接杆3的端部抵顶在电极2的上端面，然后在抵顶部位加入熔融的低熔点金属材料，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极被连接固定；或者，将电火花机5加工机头52上的连接杆3的端部抵顶在电极2的上端面，对连接杆3进行加热，然后供给低熔点金属材料，低熔点金属材料被加热的连接杆3加热熔融，包覆住抵顶部位，待低熔点金属材料冷却凝固定型后，电极2被连接固定。本实施例采用第四种方式。

具体地，所述定位治具2的上方设置有电加热器6，所述电加热器6与电火花机5的加工机头52上装夹的连接杆3相对应，对连接杆3进行电加热。

用于实施所述方法的电火花机电极装夹校正系统，包括待加工工件4、电极2、定位治具1及连接杆3，待加工工件4及定位治具1皆设置在电火花机5的工作台51，且定位治具1位于加工工件4的侧方；所述电极2设置有基准台21，所述电极2的基准台21包括第一水平基准面22、第一垂直基准面23、第二垂直基准面24，且第一垂直基准面23与第二垂直基准面24垂直相交，所述第一水平基准面22与第一垂直基准面23相交，形成横向基准边25，所述第一水平基准面22与第二垂直基准面24相交，形成纵向基准边26，所述横向基准边25、纵向基准边26的交点为电极2基准台21的基准点，所述定位治具1设置有与电极2的基准台21相适配的定位部11，所述定位部11包括第一水平定位面12、第一垂直定位面13、第二垂直定位面14，且所述第一垂直定位面13与第二垂直定位面14垂直相交，所述第一水平定位面12与第一垂直定位面13相交，形成横向定位边15，所述第一水平定位面12与第二垂直定位面14相交，形成纵向定位边16，所述横向定位边15、纵向定位边16的交点为定位部11的定位点；电极2放置到定位治具1，且电极2的基准台21的第一水平基准面22、第一垂直基准面23、第二垂直基准面24分别与定位治具1的定位部11的第一水平定位面12、第一垂直定位面13、第二垂直定位面14相配合，使得横向基准边25、纵向基准边26分别与横向定位边15、纵向定位边16相重合，基准台21的基准点与定位部11的定位点相重合，此时，电极2已经处于水平摆正状态；所述连接杆3装夹到电火花机5的加工机头52，并通过使低熔点金属材料加热熔融与冷却凝固的方式与电极2相连接固定。

具体地，所述低熔点金属材料为熔点在60℃～300℃的纯金属或者合金。

具体地，所述定位治具2的上方设置有电加热器6，所述电加热器6与电火花机5的加工机头52上装夹的连接杆3相对应，对连接杆进行电加热。

作为一种延伸方案，所述电极2的上端面设置连接槽27，所述连接槽27内设置有低熔点金属材料。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他一种电火花机电极装夹校正方法及系统，均在本发明的保护范围之内。