[发明专利]一种基于声发射技术的电火花加工状态检测方法

说明书

一种基于声发射技术的电火花加工状态检测方法，属于电火花加工技术领域，本发明为解决现有技术不能对电火花加工状态进行有效判断的问题。它的检测方法为：在工作液中放置声发射传感器，实时采集电极间声发射波信号；获取声波信号强度和声波持续时间；根据声波信号强度和声波持续时间判断加工状态：当声波信号强度和声波持续时间均为零时，为无效加工状态；当声波信号强度大于或等于声波信号强度阈值，且声波持续时间大于或等于声波持续时间阈值时，为有效加工状态；当声波信号强度小于声波信号强度阈值，或声波持续时间小于声波持续时间阈值时，为危险加工状态。本发明用于电火花加工中。

技术领域

本发明涉及一种电火花加工状态的检测方法，属于电火花加工技术领域。

背景技术

航空航天及模具加工领域存在大量的高强度难加工材料，这些材料采用传统切削手段进行加工时，存在加工效率低、刀具成本昂贵的问题。电火花加工是利用正负电极之间放电所产生的能量，融化工件表面材料，达到材料加工的目的。相比于传统的切削加工方法，采用电火花加工能够显著降低加工成本。电火花加工过程中对放电状态的控制，直接决定着加工件表面质量的好坏，因此，电火花加工过程中，要根据对加工表面质量的要求对放电状态进行可靠的控制。

电火花加工的放电状态主要分为开路、火花放电、不稳定电弧放电、稳定电弧放电和短路五种状态。其中火花放电和不稳定电弧放电两种状态能够实现有效的材料蚀除，加工中要将放电维持在这两种放电状态；稳定电弧放电和短路状态容易烧蚀工件，导致产品报废，加工中要避免发生。因此，在电火花加工过程中，对加工状态的可靠控制是实现稳定加工的关键。

目前，对加工状态的控制主要是基于对极间放电电压的监测来实现的，极间平均放电电压较高时，说明极间放电不充分，需要提高电极进给速度；当极间平均放电电压过低时，说明极间放电不稳定，需要降低进给；当极间平均放电电压低于设定阈值时，说明极间发生短路，需要通过抬刀动作终止短路。这种加工状态控制方法的问题主要在于，由于不稳定电弧放电和稳定电弧放电极间放电电压相差较小，难以通过电压检测结果区分，容易产生对加工状态的误判，导致加工效率低下或者烧伤工件。

因此，需要研发一种能够可靠区分不同加工状态的检测方法，为加工状态的控制提供更可靠的依据，能够有效提高加工的稳定性。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术不能对电火花加工状态进行有效判断的问题，提供了一种基于声发射技术的电火花加工状态检测方法。

本发明所述一种基于声发射技术的电火花加工状态检测方法，该检测方法的具体过程为：

S1、在工作液中放置声发射传感器，采用声发射传感器实时采集电极间声发射波信号；

S2、根据S1获取的声发射波信号获取声波信号强度和声波持续时间；

S3、根据S2获取的声波信号强度和声波持续时间判断加工状态：

当声波信号强度和声波持续时间均为零时，为无效加工状态；

当声波信号强度大于或等于声波信号强度阈值，且声波持续时间大于或等于声波持续时间阈值时，为有效加工状态；

当声波信号强度小于声波信号强度阈值，或声波持续时间小于声波持续时间阈值时，为危险加工状态。

优选的，S2所述的声波信号强度的获取方法为：

根据声发射波信号拟合声发射波信号波形图，波形图的幅值即为声波信号强度，单位为V。

优选的，S2所述的声波持续时间的获取方法为：

首先获取门槛电压：波形图最大幅值的1％为门槛电压；

然后根据门槛电压获取声波持续时间：声发射波信号第一次越过门槛电压直至降低至门槛电压过程中的时间间隔为声波持续时间，单位为μs。