[發明專利]短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法

有效

• 申請號: 202110813861.1
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113399765B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 胡國玉;張晟晟;王立忠;周建平
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: B23H5/02
• 分類號: B23H5/02;B23H11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種短電弧?電化學復合加工介質電導率在線檢測裝置及方法，涉及放電加工領域。空氣壓縮機和水泵驅使壓縮空氣和電解液通過內部管道沖入電極內孔，電極旋轉使電解液和壓縮空氣混合并從電極內孔沖出，在電極出口位置與4根對稱布置的鉑絲接觸后經支撐腔體的內孔排出，混合介質充當待測電阻與鉑絲構成回路，并由直流電源提供恒定電流，通過將示波器并聯在回路中實時監測回路電流及電壓，根據所測得的電壓電流計算實時電阻，并根據鉑絲與電極出口的距離、電極內孔直徑計算實時電導率。本發明可實時測量電極出口位置的氣液混合介質的電導率，可預測加工間隙流場和電場復合特性，為實現短電弧?電化學復合加工工藝占比的可控調節提供一種定量評估方法。

技術領域

本發明涉及放電加工領域，具體是一種短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法。

背景技術

短電弧加工是一種放電加工技術，是指在具有一定介電強度的空氣-自來水氣液混合介質中，利用工具電極和工件之間產生受激發的斷續電弧的放電群組蝕除導電金屬材料的一項特種加工技術，與傳統的放電加工技術相比會產生更高的溫度和熱流密度，因此具有很高的加工效率。由于加工過程中熱能集中，蝕除材料體積較大，一部分熔融金屬還未排出間隙又重新凝固在工件表面，形成硬而脆的再鑄層粘附在工件表面，嚴重影響工件的使用性能。

因此，短電弧-電化學復合加工應運而生，通過將常規短電弧加工的氣液混合介質中的自來水更換為電解液后，可實現短電弧-電化學同步加工，利用電化學加工的陽極溶解原理將短電弧加工遺留的再鑄層腐蝕削弱，但電化學的過度腐蝕不僅會影響加工效率，也會降低工件的尺寸精度。因此需合理調節短電弧-電化學復合加工的工藝占比，以達到期望的加工效果。

工作介質全程參與短電弧-電化學復合加工過程中，起到了部分絕緣、形成離子橋、消電離等關鍵作用。在具有高絕緣性能的空氣介質條件下，易導致氣體放電并達成擊穿條件形成電弧放電，而在具有一定導電能力的電解液介質條件下，易形成離子橋使電流導通產生電化學溶解。因此，混合介質的電導率成為了可直接調節短電弧-電化學復合加工工藝占比的關鍵因素。

在短電弧-電化學復合加工過程中，空氣壓縮機和水泵分別驅使壓縮空氣和電解液進入狹窄的內部管道初步混合，高速的壓縮空氣使得流道內的流體運動的湍流強度大幅提高，而后經過旋轉電極內孔二次混合，使湍流波動更加劇烈，無法實時測得進入加工間隙時的氣液混合介質的電導率，不能準確分析短電弧-電化學復合加工工藝占比。通過所提出的短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法可預測加工間隙流場和電場復合特性，為實現短電弧-電化學復合加工工藝占比的可控調節提供一種定量評估方法，這具有十分重要的研究意義和應用價值。

發明內容

本發明提供的一種短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法，用以實現短電弧-電化學復合加工過程中氣液混合介質電導率的在線檢測，短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測裝置作為短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法的具體實施對象，其特征在于：包括支撐腔體、絕緣襯套、絕緣鉑絲導向套、4根鉑絲、腔體夾具，所述絕緣襯套通過螺釘固定在所述支撐腔體的中心孔，所述絕緣鉑絲導向套安裝在所述支撐腔體側面的通孔內，所述鉑絲安裝在所述絕緣鉑絲導向套內，排除所述支撐腔體對所述鉑絲導電性能的影響，所述支撐腔體通過螺栓副固定在腔體夾具上。一種短電弧-電化學復合加工介質電導率在線檢測方法，包括如下步驟：

(1)壓縮空氣和電解液的混合介質經內部管道流入電極內孔，經電極旋轉沖出電極內孔，與所述檢測裝置的鉑絲接觸后經所述支撐腔體的內孔流出；

(2)所述的4根鉑絲的其中2根通過一根導線連接直流電源的正極，其余2根通過一根導線連接直流電源的負極，氣液混合介質充當電阻與所述鉑絲、直流電源構成回路；

(3)將示波器并聯在回路中，實時監測氣液混合介質的電壓和電流，并在電腦中記錄，根據電壓電流計算實時電阻，并根據所述鉑絲與工具電極出口的距離、電極內孔直徑計算實時電導率。