基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明所涉及一種基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法，設(shè)置復(fù)數(shù)組控制參數(shù)，在線采集與該組控制參數(shù)相對(duì)應(yīng)的表征發(fā)射信號(hào)，根據(jù)特征參數(shù)均方根值公式計(jì)算出的特征參數(shù)均方根值，使用掃描電子顯微鏡分別測(cè)量出材料工件的復(fù)數(shù)個(gè)表面白層厚度，根據(jù)放電能量公式計(jì)算出復(fù)數(shù)個(gè)放電能量值，利用回歸分析法確定表面白層厚度、放電能量值和特征參數(shù)均方根值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)在慢走絲線切割機(jī)床系統(tǒng)中，利用回歸分析法確定特征參數(shù)均方根值分別與復(fù)數(shù)個(gè)表面白層厚度和復(fù)數(shù)個(gè)放電能量值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在線預(yù)測(cè)出切割后產(chǎn)生的第一表面白層厚度和第二表面白層厚度，計(jì)算第一表面白層厚度與第二表面白層厚度的差值為進(jìn)給量。
【專利說明】基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及慢走絲線切割加工領(lǐng)域，尤其是涉及該領(lǐng)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于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 慢走絲電火花線切割屬于精密加工的一種，能加工任意硬度的導(dǎo)電材料。放電產(chǎn) 生的高溫使得材料熔化或者汽化，在壓力介質(zhì)的沖洗作用下達(dá)到去除材料的效果。但是熔 化的金屬并非完全被去除，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(zhì)量。通常采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，但是采用該方法的時(shí)候每次切割時(shí)電極絲的進(jìn)給量確定并沒有一個(gè)明確的依據(jù)，通常 是操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，因此一般設(shè)置的進(jìn)給量偏大，會(huì)對(duì)工件材料本身造成浪費(fèi)，多次 按照這樣的設(shè)置方法去除，積少成多就造成了材料的大量浪費(fèi)。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(jié)約就顯得更加重要，設(shè)計(jì)更加節(jié)省材料的工藝 路線也就顯得更加有意義。
[0003] 已知技術(shù)當(dāng)中，聲發(fā)射是材料或結(jié)構(gòu)的某個(gè)局部區(qū)域或整體受外力或內(nèi)應(yīng)力作用 發(fā)生塑性變形或破壞之際，將其內(nèi)部所儲(chǔ)蓄的應(yīng)變能以瞬態(tài)彈性波的形式迅速/釋放出的 一種常見物理現(xiàn)象。主要特點(diǎn)有：①一種動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)方法；②其聲源能量來自被測(cè)物件 自身的應(yīng)力、應(yīng)變能，有別于探測(cè)需要外部提供能量的超聲波、射線探測(cè)方法；③對(duì)被測(cè)物 件的接近程度需求不高，比較適用于高、低溫，易燃易爆等惡劣條件下其他方法難以接近的 場(chǎng)合；④對(duì)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸不敏感，適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)已在傳統(tǒng) 機(jī)械加工方法的研究中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在慢走絲電火花線切割中的應(yīng)用仍然非常 少。
[0004] 目前并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(duì)不同材料工 件表面產(chǎn)生的表面白層實(shí)現(xiàn)精確去除。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于聲發(fā)射技術(shù)來控制電極絲的進(jìn)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于聲發(fā)射技術(shù)表面白 層去除方法。
[0006] 本發(fā)明提供的一種基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法，能夠針對(duì)不同材料工件 基于聲發(fā)射技術(shù)和不同工件的材料參數(shù)控制電極絲的進(jìn)給量，從而精確去除該工件因慢 走絲線切割加工過程中產(chǎn)生表面白層，具有以下步驟：步驟一為將聲發(fā)射傳感器與聲發(fā) 射采集系統(tǒng)相連接，并放置在待加工的工件附近；步驟二為在慢走絲線切割機(jī)床系統(tǒng)中 設(shè)置復(fù)數(shù)組控制參數(shù)，該復(fù)數(shù)組控制參數(shù)分別至少包括脈沖寬度、脈沖間隔時(shí)間和峰值電 流；步驟三為根據(jù)其中一組所設(shè)置的控制參數(shù)，在線采集與該組控制參數(shù)相對(duì)應(yīng)的用于反 映工件材料表面情況的表征聲發(fā)射信號(hào)，該表征聲發(fā)射信號(hào)根據(jù)特征參數(shù)均方根值公式

【權(quán)利要求】
1. 一種基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法，能夠針對(duì)不同材料工件基于聲發(fā)射技術(shù)和 不同工件的材料參數(shù)控制電極絲的進(jìn)給量，從而精確去除該工件因慢走絲線切割加工過程 中產(chǎn)生表面白層，具有以下步驟： 步驟一，將聲發(fā)射傳感器與聲發(fā)射采集系統(tǒng)相連接，并放置在待加工的工件附近； 步驟二，在慢走絲線切割機(jī)床系統(tǒng)中設(shè)置復(fù)數(shù)組控制參數(shù)，該所述復(fù)數(shù)組控制參數(shù)分 別至少包括脈沖寬度、脈沖間隔時(shí)間和峰值電流； 步驟三，根據(jù)其中一組所設(shè)置的所述控制參數(shù)，在線采集與該組所述控制參數(shù)相對(duì)應(yīng) 的用于反映所述工件材料表面情況的表征聲發(fā)射信號(hào)，該表征聲發(fā)射信號(hào)根據(jù)特征參數(shù)均 方根值公式
計(jì)算出的特征參數(shù)均方根值所得； 步驟四，使用掃描電子顯微鏡分別測(cè)量出所述材料工件的與所述復(fù)數(shù)組控制參數(shù)一一 對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)表面白層厚度； 步驟五，根據(jù)放電能量公式
計(jì)算與所述復(fù)數(shù)組控制參數(shù)一一對(duì)應(yīng)的 復(fù)數(shù)個(gè)放電能量值； 步驟六，利用回歸分析法確定所述特征參數(shù)均方根值分別與所述復(fù)數(shù)個(gè)表面白層厚度 和所述復(fù)數(shù)個(gè)放電能量值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 步驟七，將所述對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)在所述慢走絲線切割機(jī)床系統(tǒng)中，在切割所述被加工材 料時(shí)利用所述對(duì)應(yīng)關(guān)系在線預(yù)測(cè)出切割后產(chǎn)生的第一表面白層厚度hN和下一次切割后產(chǎn) 生的第二表面白層厚度h N+1，計(jì)算出該hN與所述第二表面白層厚度hN+1的差值為所述進(jìn)給 量 Ah,即 Ah = hn-hn+1 ; 步驟八，通過在線調(diào)整所述控制參數(shù)來改變所述放電能量值從而改變所述進(jìn)給量Ah ; 以及 步驟九，直到所述加工材料表面質(zhì)量達(dá)到要求， 其中，所述在線采集、所述在線預(yù)測(cè)和所述在線調(diào)整均在所述慢走絲線切割機(jī)床系統(tǒng) 不停機(jī)的情況下進(jìn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲發(fā)射技術(shù)表面白層去除方法，其特征在于，還具有以 下步驟： 在設(shè)置所述復(fù)數(shù)組控制參數(shù)之前，進(jìn)行試驗(yàn)切割，以獲取所述控制參數(shù)， 其中，在實(shí)驗(yàn)切割步驟中，對(duì)所述不同材料工件中的其中一種待加工材料進(jìn)行一次切 割時(shí)，將所述脈沖寬度、所述脈沖間隔時(shí)間和所述峰值電流作為一組實(shí)驗(yàn)參數(shù)，重復(fù)所述實(shí) 驗(yàn)切割步驟，獲取復(fù)數(shù)組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來作為與所述待加工材料相對(duì)應(yīng)的所述控制參數(shù)。
【文檔編號(hào)】B23H9/00GK104043885SQ201410260990
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】王艷, 楊林, 丁成才, 張省, 謝建華 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)