[發(fā)明專利]一種基于聲發(fā)射技術(shù)的電火花加工狀態(tài)檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010324320.8
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111390306A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭成波;黃永暉;孫術(shù)發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H11/00;G01R31/00;G01R31/52
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

一種基于聲發(fā)射技術(shù)的電火花加工狀態(tài)檢測方法，屬于電火花加工技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)不能對電火花加工狀態(tài)進(jìn)行有效判斷的問題。它的檢測方法為：在工作液中放置聲發(fā)射傳感器，實時采集電極間聲發(fā)射波信號；獲取聲波信號強度和聲波持續(xù)時間；根據(jù)聲波信號強度和聲波持續(xù)時間判斷加工狀態(tài)：當(dāng)聲波信號強度和聲波持續(xù)時間均為零時，為無效加工狀態(tài)；當(dāng)聲波信號強度大于或等于聲波信號強度閾值，且聲波持續(xù)時間大于或等于聲波持續(xù)時間閾值時，為有效加工狀態(tài)；當(dāng)聲波信號強度小于聲波信號強度閾值，或聲波持續(xù)時間小于聲波持續(xù)時間閾值時，為危險加工狀態(tài)。本發(fā)明用于電火花加工中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電火花加工狀態(tài)的檢測方法，屬于電火花加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

航空航天及模具加工領(lǐng)域存在大量的高強度難加工材料，這些材料采用傳統(tǒng)切削手段進(jìn)行加工時，存在加工效率低、刀具成本昂貴的問題。電火花加工是利用正負(fù)電極之間放電所產(chǎn)生的能量，融化工件表面材料，達(dá)到材料加工的目的。相比于傳統(tǒng)的切削加工方法，采用電火花加工能夠顯著降低加工成本。電火花加工過程中對放電狀態(tài)的控制，直接決定著加工件表面質(zhì)量的好壞，因此，電火花加工過程中，要根據(jù)對加工表面質(zhì)量的要求對放電狀態(tài)進(jìn)行可靠的控制。

電火花加工的放電狀態(tài)主要分為開路、火花放電、不穩(wěn)定電弧放電、穩(wěn)定電弧放電和短路五種狀態(tài)。其中火花放電和不穩(wěn)定電弧放電兩種狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)有效的材料蝕除，加工中要將放電維持在這兩種放電狀態(tài)；穩(wěn)定電弧放電和短路狀態(tài)容易燒蝕工件，導(dǎo)致產(chǎn)品報廢，加工中要避免發(fā)生。因此，在電火花加工過程中，對加工狀態(tài)的可靠控制是實現(xiàn)穩(wěn)定加工的關(guān)鍵。

目前，對加工狀態(tài)的控制主要是基于對極間放電電壓的監(jiān)測來實現(xiàn)的，極間平均放電電壓較高時，說明極間放電不充分，需要提高電極進(jìn)給速度；當(dāng)極間平均放電電壓過低時，說明極間放電不穩(wěn)定，需要降低進(jìn)給；當(dāng)極間平均放電電壓低于設(shè)定閾值時，說明極間發(fā)生短路，需要通過抬刀動作終止短路。這種加工狀態(tài)控制方法的問題主要在于，由于不穩(wěn)定電弧放電和穩(wěn)定電弧放電極間放電電壓相差較小，難以通過電壓檢測結(jié)果區(qū)分，容易產(chǎn)生對加工狀態(tài)的誤判，導(dǎo)致加工效率低下或者燒傷工件。

因此，需要研發(fā)一種能夠可靠區(qū)分不同加工狀態(tài)的檢測方法，為加工狀態(tài)的控制提供更可靠的依據(jù)，能夠有效提高加工的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)不能對電火花加工狀態(tài)進(jìn)行有效判斷的問題，提供了一種基于聲發(fā)射技術(shù)的電火花加工狀態(tài)檢測方法。

本發(fā)明所述一種基于聲發(fā)射技術(shù)的電火花加工狀態(tài)檢測方法，該檢測方法的具體過程為：

S1、在工作液中放置聲發(fā)射傳感器，采用聲發(fā)射傳感器實時采集電極間聲發(fā)射波信號；

S2、根據(jù)S1獲取的聲發(fā)射波信號獲取聲波信號強度和聲波持續(xù)時間；

S3、根據(jù)S2獲取的聲波信號強度和聲波持續(xù)時間判斷加工狀態(tài)：

當(dāng)聲波信號強度和聲波持續(xù)時間均為零時，為無效加工狀態(tài)；

當(dāng)聲波信號強度大于或等于聲波信號強度閾值，且聲波持續(xù)時間大于或等于聲波持續(xù)時間閾值時，為有效加工狀態(tài)；

當(dāng)聲波信號強度小于聲波信號強度閾值，或聲波持續(xù)時間小于聲波持續(xù)時間閾值時，為危險加工狀態(tài)。

優(yōu)選的，S2所述的聲波信號強度的獲取方法為：

根據(jù)聲發(fā)射波信號擬合聲發(fā)射波信號波形圖，波形圖的幅值即為聲波信號強度，單位為V。

優(yōu)選的，S2所述的聲波持續(xù)時間的獲取方法為：

首先獲取門檻電壓：波形圖最大幅值的1％為門檻電壓；

然后根據(jù)門檻電壓獲取聲波持續(xù)時間：聲發(fā)射波信號第一次越過門檻電壓直至降低至門檻電壓過程中的時間間隔為聲波持續(xù)時間，單位為μs。