基於聲發射技術表面白層去除方法

2023-10-09 14:29:49 1

基於聲發射技術表面白層去除方法
【專利摘要】根據本發明所涉及一種基於聲發射技術表面白層去除方法，設置複數組控制參數，在線採集與該組控制參數相對應的表徵發射信號，根據特徵參數均方根值公式計算出的特徵參數均方根值，使用掃描電子顯微鏡分別測量出材料工件的複數個表面白層厚度，根據放電能量公式計算出複數個放電能量值，利用回歸分析法確定表面白層厚度、放電能量值和特徵參數均方根值之間的對應關係，將對應關係存儲在慢走絲線切割工具機系統中，利用回歸分析法確定特徵參數均方根值分別與複數個表面白層厚度和複數個放電能量值之間的對應關係，在線預測出切割後產生的第一表面白層厚度和第二表面白層厚度，計算第一表面白層厚度與第二表面白層厚度的差值為進給量。
【專利說明】基於聲發射技術表面白層去除方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及慢走絲線切割加工領域，尤其是涉及該領域中能將慢走絲線切割加工 過程中不同材料工件表面白層精確去除的基於聲發射技術表面白層去除方法。

【背景技術】
[0002] 慢走絲電火花線切割屬於精密加工的一種，能加工任意硬度的導電材料。放電產 生的高溫使得材料熔化或者汽化，在壓力介質的衝洗作用下達到去除材料的效果。但是熔 化的金屬並非完全被去除，有一部分材料重新凝固到材料表面上形成表面白層，降低了加 工表面的質量。通常採用多次修剪切割每次切割的放電能量依次降低的方法來去除表面白 層，但是採用該方法的時候每次切割時電極絲的進給量確定並沒有一個明確的依據，通常 是操作人員根據經驗設置，因此一般設置的進給量偏大，會對工件材料本身造成浪費，多次 按照這樣的設置方法去除，積少成多就造成了材料的大量浪費。而且慢走絲電火花線切割 加工的材料通常都比較昂貴，因此材料的節約就顯得更加重要，設計更加節省材料的工藝 路線也就顯得更加有意義。
[0003] 已知技術當中，聲發射是材料或結構的某個局部區域或整體受外力或內應力作用 發生塑性變形或破壞之際，將其內部所儲蓄的應變能以瞬態彈性波的形式迅速/釋放出的 一種常見物理現象。主要特點有：①一種動態無損檢測方法；②其聲源能量來自被測物件 自身的應力、應變能，有別於探測需要外部提供能量的超聲波、射線探測方法；③對被測物 件的接近程度需求不高，比較適用於高、低溫，易燃易爆等惡劣條件下其他方法難以接近的 場合；④對結構的幾何尺寸不敏感，適用於結構複雜的機械系統。聲發射檢測技術已在傳統 機械加工方法的研究中得到了廣泛的應用，但是在慢走絲電火花線切割中的應用仍然非常 少。
[0004] 目前並不存在一種有效的方法是可以在慢走絲線切割加工過程中對不同材料工 件表面產生的表面白層實現精確去除。


【發明內容】

[0005] 針對上述問題，本發明的目的在於提供一種基於聲發射技術來控制電極絲的進給 量精確去除在慢走絲線切割加工過程中不同材料工件表面白層的基於聲發射技術表面白 層去除方法。
[0006] 本發明提供的一種基於聲發射技術表面白層去除方法，能夠針對不同材料工件 基於聲發射技術和不同工件的材料參數控制電極絲的進給量，從而精確去除該工件因慢 走絲線切割加工過程中產生表面白層，具有以下步驟：步驟一為將聲發射傳感器與聲發 射採集系統相連接，並放置在待加工的工件附近；步驟二為在慢走絲線切割工具機系統中 設置複數組控制參數，該複數組控制參數分別至少包括脈衝寬度、脈衝間隔時間和峰值電 流；步驟三為根據其中一組所設置的控制參數，在線採集與該組控制參數相對應的用於反 映工件材料表面情況的表徵聲發射信號，該表徵聲發射信號根據特徵參數均方根值公式

【權利要求】
1. 一種基於聲發射技術表面白層去除方法，能夠針對不同材料工件基於聲發射技術和 不同工件的材料參數控制電極絲的進給量，從而精確去除該工件因慢走絲線切割加工過程 中產生表面白層，具有以下步驟： 步驟一，將聲發射傳感器與聲發射採集系統相連接，並放置在待加工的工件附近； 步驟二，在慢走絲線切割工具機系統中設置複數組控制參數，該所述複數組控制參數分 別至少包括脈衝寬度、脈衝間隔時間和峰值電流； 步驟三，根據其中一組所設置的所述控制參數，在線採集與該組所述控制參數相對應 的用於反映所述工件材料表面情況的表徵聲發射信號，該表徵聲發射信號根據特徵參數均 方根值公式
計算出的特徵參數均方根值所得； 步驟四，使用掃描電子顯微鏡分別測量出所述材料工件的與所述複數組控制參數一一 對應的複數個表面白層厚度； 步驟五，根據放電能量公式
計算與所述複數組控制參數一一對應的 複數個放電能量值； 步驟六，利用回歸分析法確定所述特徵參數均方根值分別與所述複數個表面白層厚度 和所述複數個放電能量值之間的對應關係； 步驟七，將所述對應關係存儲在所述慢走絲線切割工具機系統中，在切割所述被加工材 料時利用所述對應關係在線預測出切割後產生的第一表面白層厚度hN和下一次切割後產 生的第二表面白層厚度h N+1，計算出該hN與所述第二表面白層厚度hN+1的差值為所述進給 量 Ah,即 Ah = hn-hn+1 ; 步驟八，通過在線調整所述控制參數來改變所述放電能量值從而改變所述進給量Ah ; 以及 步驟九，直到所述加工材料表面質量達到要求， 其中，所述在線採集、所述在線預測和所述在線調整均在所述慢走絲線切割工具機系統 不停機的情況下進行。
2. 根據權利要求1所述的基於聲發射技術表面白層去除方法，其特徵在於，還具有以 下步驟： 在設置所述複數組控制參數之前，進行試驗切割，以獲取所述控制參數， 其中，在實驗切割步驟中，對所述不同材料工件中的其中一種待加工材料進行一次切 割時，將所述脈衝寬度、所述脈衝間隔時間和所述峰值電流作為一組實驗參數，重複所述實 驗切割步驟，獲取複數組實驗數據來作為與所述待加工材料相對應的所述控制參數。
【文檔編號】B23H9/00GK104043885SQ201410260990
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】王豔, 楊林, 丁成才, 張省, 謝建華 申請人:上海理工大學