[发明专利]基于声发射技术表面白层去除方法

说明书

技术领域

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

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。

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。

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

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。

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计算出的特征参数均方根值所得；步骤四为使用扫描电子显微镜分别测量出材料工件的与复数组控制参数一一对应的复数个表面白层厚度；步骤五为根据放电能量公式计算与复数组控制参数一一对应的复数个放电能量值；步骤六为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；步骤七为将对应关系存储在慢走丝线切割机床系统中，在切割被加工材料时利用对应关系在线预测出切割后产生的第一表面白层厚度h_N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h_N与第二表面白层厚度h_N+1的差值为进给量Δh，即Δh＝h_n-h_n+1；步骤八为通过在线调整控制参数来改变放电能量从而改变进给量Δh；以及步骤九为直到所述加工材料表面质量达到要求，

其中，在线采集、在线预测和在线调整均在慢走丝线切割机床系统不停机的情况下进行。

本发明提供的一种基于声发射技术表面白层去除方法，还具有以下步骤：在设置复数组控制参数之前，进行试验切割，以获取控制参数，其中，在实验切割步骤中，对不同材料工件中的其中一种待加工材料进行一次切割时，将脉冲宽度、脉冲间隔时间和峰值电流作为一组实验参数，重复实验切割步骤，获取复数组实验数据来作为与待加工材料相对应的控制参数。

发明作用和效果