[發明專利]一種放電加工間隙監測裝置及其監測方法

在審

• 申請號: 202210634510.9
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN115026360A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 邱明波;郭闖闖;岳修雷;姚宗秀;程榮沁
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H11/00
• 代理公司: 南京思宸知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32548
• 代理人: 柏夢婷

本發明涉及一種放電加工間隙監測裝置，包括放電間隙對刀系統、工作平臺、電源工作盒和CCD電子顯微鏡，放電間隙對刀系統和CCD電子顯微鏡置于工作平臺上；放電間隙對刀系統包括柔性夾具、精密對刀滑臺和可調節式工件夾具；電源工作盒內設有脈沖電源、步進電機驅動電源、高壓繼電器、開關電源、單片機控制單元、電流傳感器和低壓繼電器；CCD電子顯微鏡通過其自帶的滑軌和升降裝置進行工件加工時的鏡頭對焦，監測放電加工間隙的極間放電火花、極間蝕除形貌、極間電化學反應、臨界放電間隙和極間電壓。上述技術方案中提供的放電加工間隙監測裝置及其監測方法，能有效解決現有技術對電火花加工過程中的數據監測不完全及不能在線監測的技術問題。

技術領域

本發明涉及放電加工技術領域，具體涉及一種放電加工間隙監測裝置及其監測方法。

背景技術

電火花放電加工技術是利用工件與工具電極之間形成的脈沖性火花放電，高溫熔化、汽化，蝕除工件材料，完成加工。由于電火花成形加工固有的特點，其加工速度還是顯得較慢，特別是在精加工條件下，電火花加工的表面質量和生產效率之間存在很大的矛盾，使電火花加工在保證加工質量的前提下提高加工效率，是我們一直關注的問題。特別是在電火花放電加工過程中，明確極間放電火花狀態、極間蝕除形貌、介質極化過程、臨界放電間隙和極間電壓對于把握電火花放電加工過程，制定高效有效的工藝方法，從而提高電火花加工質量和加工效率至關重要。

現在已有的監測設備（例如：公開號為CN110802289A的一種數控電解加工極間最小間隙檢測方法和裝置、公開號為CN113866576A的一種基于射頻檢測的電火花線切割放電狀態監測裝置、公開號為CN107186296A具有實時監測功能的電火花加工機構、公開號為CN107398612A的一種基于聚類分析的電火花間隙放電狀態檢測裝置與方法，其監測功能比較單一，多是電壓、電流的檢測電路。）不能或者僅能監測部分以上參數，不能全面的呈現電火花放電加工過程中的微觀變化，或者不能實現對以上參數的在線監測。因此，亟需設計一種新的技術方案，以綜合解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種放電加工間隙監測裝置及其監測方法，能有效解決現有技術對電火花加工過程中的數據監測不完全及不能在線監測的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案：

一種放電加工間隙監測裝置，包括放電間隙對刀系統、工作平臺、電源工作盒和CCD電子顯微鏡，所述放電間隙對刀系統和CCD電子顯微鏡置于工作平臺上；

所述放電間隙對刀系統包括柔性夾具、精密對刀滑臺和可調節式工件夾具，所述柔性夾具對工具電極進行柔性裝夾，所述精密對刀滑臺與柔性夾具相連、且兩者固定在所述工作平臺上，所述工件夾具夾持工件并位于工作平臺上方、柔性夾具下方；

所述電源工作盒內設有脈沖電源、步進電機驅動電源、高壓繼電器、開關電源、單片機控制單元、電流傳感器和低壓繼電器；所述脈沖電源與放電間隙對刀系統相連，完成放電加工過程；所述步進電機驅動電源驅動精密對刀滑臺帶動工具電極在Z軸方向進行升降運動；所述開關電源分別與高壓繼電器和低壓繼電器構成高低壓控制電路，電流傳感器進行電流檢測并傳輸電信號，單片機控制單元與各控制元件相連并輸出控制信號；

所述CCD電子顯微鏡通過其自帶的滑軌和升降裝置進行工件加工時的鏡頭對焦；監測放電加工間隙的極間放電火花、極間蝕除形貌、極間電化學反應、臨界放電間隙和極間電壓。

進一步地方案為，所述柔性夾具包括用于連接精密對刀滑臺的連接板、與連接板固定連接的第一夾板，設在第一夾板外側的第二夾板以及連接第一夾板和第二夾板的彈簧，第一夾板和第二夾板之間形成夾持工具電極的夾縫。

進一步地方案為，所述彈簧的數量為5~20個，沿第一夾板和第二夾板橫向間隔等距布置。

進一步地方案為，所述工具電極為片狀、圓柱狀或帶棱尖的紫銅、鋼、鎢、銅鎢合金或者石墨電極；且工具電極具有30°~80°的刃鋒。