基于声发射技术表面白层去除方法
【专利摘要】根据本发明所涉及一种基于声发射技术表面白层去除方法，设置复数组控制参数，在线采集与该组控制参数相对应的表征发射信号，根据特征参数均方根值公式计算出的特征参数均方根值，使用扫描电子显微镜分别测量出材料工件的复数个表面白层厚度，根据放电能量公式计算出复数个放电能量值，利用回归分析法确定表面白层厚度、放电能量值和特征参数均方根值之间的对应关系，将对应关系存储在慢走丝线切割机床系统中，利用回归分析法确定特征参数均方根值分别与复数个表面白层厚度和复数个放电能量值之间的对应关系，在线预测出切割后产生的第一表面白层厚度和第二表面白层厚度，计算第一表面白层厚度与第二表面白层厚度的差值为进给量。
【专利说明】基于声发射技术表面白层去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及慢走丝线切割加工领域，尤其是涉及该领域中能将慢走丝线切割加工 过程中不同材料工件表面白层精确去除的基于声发射技术表面白层去除方法。
【背景技术】
[0002] 慢走丝电火花线切割属于精密加工的一种，能加工任意硬度的导电材料。放电产 生的高温使得材料熔化或者汽化，在压力介质的冲洗作用下达到去除材料的效果。但是熔 化的金属并非完全被去除，有一部分材料重新凝固到材料表面上形成表面白层，降低了加 工表面的质量。通常采用多次修剪切割每次切割的放电能量依次降低的方法来去除表面白 层，但是采用该方法的时候每次切割时电极丝的进给量确定并没有一个明确的依据，通常 是操作人员根据经验设置，因此一般设置的进给量偏大，会对工件材料本身造成浪费，多次 按照这样的设置方法去除，积少成多就造成了材料的大量浪费。而且慢走丝电火花线切割 加工的材料通常都比较昂贵，因此材料的节约就显得更加重要，设计更加节省材料的工艺 路线也就显得更加有意义。
[0003] 已知技术当中，声发射是材料或结构的某个局部区域或整体受外力或内应力作用 发生塑性变形或破坏之际，将其内部所储蓄的应变能以瞬态弹性波的形式迅速/释放出的 一种常见物理现象。主要特点有：①一种动态无损检测方法；②其声源能量来自被测物件 自身的应力、应变能，有别于探测需要外部提供能量的超声波、射线探测方法；③对被测物 件的接近程度需求不高，比较适用于高、低温，易燃易爆等恶劣条件下其他方法难以接近的 场合；④对结构的几何尺寸不敏感，适用于结构复杂的机械系统。声发射检测技术已在传统 机械加工方法的研究中得到了广泛的应用，但是在慢走丝电火花线切割中的应用仍然非常 少。
[0004] 目前并不存在一种有效的方法是可以在慢走丝线切割加工过程中对不同材料工 件表面产生的表面白层实现精确去除。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于声发射技术来控制电极丝的进给 量精确去除在慢走丝线切割加工过程中不同材料工件表面白层的基于声发射技术表面白 层去除方法。
[0006] 本发明提供的一种基于声发射技术表面白层去除方法，能够针对不同材料工件 基于声发射技术和不同工件的材料参数控制电极丝的进给量，从而精确去除该工件因慢 走丝线切割加工过程中产生表面白层，具有以下步骤：步骤一为将声发射传感器与声发 射采集系统相连接，并放置在待加工的工件附近；步骤二为在慢走丝线切割机床系统中 设置复数组控制参数，该复数组控制参数分别至少包括脉冲宽度、脉冲间隔时间和峰值电 流；步骤三为根据其中一组所设置的控制参数，在线采集与该组控制参数相对应的用于反 映工件材料表面情况的表征声发射信号，该表征声发射信号根据特征参数均方根值公式
【权利要求】
1. 一种基于声发射技术表面白层去除方法，能够针对不同材料工件基于声发射技术和 不同工件的材料参数控制电极丝的进给量，从而精确去除该工件因慢走丝线切割加工过程 中产生表面白层，具有以下步骤： 步骤一，将声发射传感器与声发射采集系统相连接，并放置在待加工的工件附近； 步骤二，在慢走丝线切割机床系统中设置复数组控制参数，该所述复数组控制参数分 别至少包括脉冲宽度、脉冲间隔时间和峰值电流； 步骤三，根据其中一组所设置的所述控制参数，在线采集与该组所述控制参数相对应 的用于反映所述工件材料表面情况的表征声发射信号，该表征声发射信号根据特征参数均 方根值公式
计算出的特征参数均方根值所得； 步骤四，使用扫描电子显微镜分别测量出所述材料工件的与所述复数组控制参数一一 对应的复数个表面白层厚度； 步骤五，根据放电能量公式
计算与所述复数组控制参数一一对应的 复数个放电能量值； 步骤六，利用回归分析法确定所述特征参数均方根值分别与所述复数个表面白层厚度 和所述复数个放电能量值之间的对应关系； 步骤七，将所述对应关系存储在所述慢走丝线切割机床系统中，在切割所述被加工材 料时利用所述对应关系在线预测出切割后产生的第一表面白层厚度hN和下一次切割后产 生的第二表面白层厚度h N+1，计算出该hN与所述第二表面白层厚度hN+1的差值为所述进给 量 Ah,即 Ah = hn-hn+1 ; 步骤八，通过在线调整所述控制参数来改变所述放电能量值从而改变所述进给量Ah ; 以及 步骤九，直到所述加工材料表面质量达到要求， 其中，所述在线采集、所述在线预测和所述在线调整均在所述慢走丝线切割机床系统 不停机的情况下进行。
2. 根据权利要求1所述的基于声发射技术表面白层去除方法，其特征在于，还具有以 下步骤： 在设置所述复数组控制参数之前，进行试验切割，以获取所述控制参数， 其中，在实验切割步骤中，对所述不同材料工件中的其中一种待加工材料进行一次切 割时，将所述脉冲宽度、所述脉冲间隔时间和所述峰值电流作为一组实验参数，重复所述实 验切割步骤，获取复数组实验数据来作为与所述待加工材料相对应的所述控制参数。
【文档编号】B23H9/00GK104043885SQ201410260990
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】王艳, 杨林, 丁成才, 张省, 谢建华 申请人:上海理工大学