CN107588819A - 一种微孔电极流量测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微孔电极流量测试装置及方法，装置包括通过水管依次连接的水箱、高压泵组和夹头夹持器，所述夹头夹持器与用于夹持电极的电极夹持器固定连接，夹头夹持器和电极夹持器中均设置有流水通道，电极夹持器正下方设置有用于收集从电极中流出的水的收集器，收集器下方设置有用于称量收集器中水的重量的质量测量仪，使直径小于0.4mm的空心电极具备相应的检测手段，堵塞或流量不稳定的电极可以直接筛掉，现场使用的电极，通过微孔电极流量测试方法及装置，筛选可以应用的电极使用合格率达到99％以上，使电极在应用过程中，完全避免内孔堵塞或流量不稳定的电极直接应用在零件上，杜绝因电极自身问题造成零件废品。
Description
技术领域
本发明属于电极流量测量技术领域，具体涉及一种微孔电极流量测试装置及方法。
背景技术
涡轮叶片气膜孔加工是最近几年正在研制的工艺，电火花微孔加工工艺相对比较成熟，但是由于单个叶片上的气膜孔数量成百上千个，每一个孔的质量都对整个零件有直接影响，目前工艺稳定性是是影响该工艺成熟的关键，其中电极的质量稳定对该工艺成熟有直接影响。现场使用的直径小于0.4mm的空心电极为外购成品电极，仅提供材质、直径、孔径等外观特性，无流量等物理综合性能指标，造成电极高压水不通或流量偏小，对电极质量控制缺乏有效控制，加工出来的气膜孔出现孔口大、毛刺、孔口变形、过烧、微裂纹、热影响区大等缺陷，产品合格率在70％左右，废品损失极大。
根据国内微孔电极现状和生产现场需要，通过技术方案可行性论证，研制可以实现微孔电极流量测量的装置，通过流量测量控制电极内孔综合质量，保证电极在加工中高压水流量稳定，进而提升涡轮叶片气膜孔加工合格率，经过该装置验证，当前电极流量合格率不足80％，电极的质量控制亟待提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种微孔电极流量测试装置及方法，主要用于测量电极丝长度在400mm-450mm之间，电极丝直径在0.25-0.4mm，内孔直径在0.08-0.15之间的涡轮叶片气膜孔加工用微孔电极，使直径小于0.4mm的空心电极具备相应的检测手段，堵塞或流量不稳定的电极可以直接筛掉，现场使用的电极，通过微孔电极流量测试方法及装置，筛选可以应用的电极使用合格率达到99％以上，使电极在应用过程中，完全避免内孔堵塞或流量不稳定的电极直接应用在零件上，杜绝因电极自身问题造成零件废品。
为达到上述目的，本发明所述一种微孔电极流量测试装置包括通过水管依次连接的水箱、高压泵组和夹头夹持器，所述夹头夹持器下端夹持有用于夹持电极的电极夹持器，夹头夹持器和电极夹持器中均设置有流水通道，电极夹持器正下方设置有用于收集从电极中流出的水的收集器，收集器下方设置有用于称量收集器中水的重量的质量测量仪。
还包括电气部分，电气部分包括主电路和控制电路，主电路包括连接在380V交流线路上的接触器KM1，接触器KM1的主触点与电动机M1串联，电动机M1与高压泵组连接，380V交流线通过变压器与控制电路相连，控制电路包括按钮开关SB1，按钮开关SB1一端与24V母线连接，另一端分别与按钮开关SB2和接触器KM1的常开触点的输入端连接，按钮开关SB2的输出端与接触器KM1的线包输入端连接，接触器KM1的线包输出端与0V母线连接，接触器KM1的常开触点的输出端与时间继电器KT1的输入端连接，时间继电器KT1的输出端通过其线包与0V母线连接，24V母线与0V母线之间还依次连接有按钮开关SB3、接触器KM1的常闭触点以及YA1电磁阀线包，按钮开关SB2的输出端与时间继电器KT1的输出端之间通过导线连接。
所述电极夹持器为小孔加工设备的通用电极夹持器。
所述高压泵组的出水口设置有用于测量水管中水的压力的压力表。
所述收集器还通过回水装置与水箱连接。
还包括与夹头夹持器连接的气动电磁阀，气动电磁阀用于控制夹头夹持器夹持电极夹持器的夹紧或松开状态。
所述微孔电极流量测试装置的所有部件均设置在设备箱中。
所述设备箱包括用于容置高压泵组的第一箱体和用于容置收集器和质量测量仪的第二箱体，第二箱体上方设置有用于容置夹头夹持器、电极夹持器和电极的第三箱体，第三箱体与第二箱体之间设置有用于通过流水的通孔。
所述设备箱下端设置有自锁万向轮。
一种微孔电极流量的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、启动高压泵组并开始计时，高压水通过水管依次进入电极夹持器和电极，最终流入高压水收集器，到达测量时间时关闭高压泵组，待电极中不再有水流出时，读取质量测量仪的读数；
步骤2，根据质量测量仪上的读数和收集收集器中的水所花费的时间计算电极的流量。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明通过对微孔电极的流量测量，可以检验购买的电极是否达标，在经过反复测试后可以确定电极合格率，再根据不同流量确定使用电极的要求，保证小孔加工设备使用的电极丝的通流质量，验证正常加工零件电极标准，有效管理并提升电极质量控制，同时可以提供电极内孔流量数据，并要求电极厂家确定电极的生产工艺规范，更有效的保证现场使用的电极质量，经试验验证用此装置筛选合格的电极应用于叶片加工，叶片合格率可以提升90％以上，通过该装置的现场应用，既可避免不合格电极流入生产环节中，大大降低废品的产生，且有效验证厂家提供的电极质量。
包括通过水管依次连接的水箱、高压泵组和夹头夹持器，夹头夹持器与用于夹持电极的电极夹持器固定连接，夹头夹持器和电极夹持器中均设置有流水通道，电极夹持器正下方设置有用于收集从电极中流出的水的收集器，收集器下方设置有用于称量收集器中水的重量的质量测量仪。
进一步的，还包括电气部分，电气部分包括主电路和控制电路，主电路包括连接在380V交流线路上的接触器KM1，接触器KM1的主触点与电动机M1串联，电动机M1与高压泵组连接，380V交流线通过变压器与控制电路相连，控制电路包括按钮开关SB1，按钮开关SB1一端与24V母线连接，另一端分别与按钮开关SB2和接触器KM1的常开触点的输入端连接，按钮开关SB2的输出端与接触器KM1的线包输入端连接，接触器KM1的线包输出端与0V母线连接，接触器KM1的常开触点的输出端与时间继电器KT1的输入端连接，时间继电器KT1的输出端通过其线包与0V母线连接，24V母线与0V母线之间还依次连接有按钮开关SB3、接触器KM1的常闭触点以及YA1电磁阀线包，按钮开关SB2的输出端与时间继电器KT1的输出端之间通过导线连接，可实现即时与高压泵组时间的高度一致，也方便操作，提高了测量的准确度。
进一步的，电极夹持器为小孔加工设备的通用电极夹持器，夹头能完全与小孔加工设备对接，避免了电极二次装夹，带来的堵孔、电极变弯、电极夹伤等问题，可在设备加工时同步操作装好电极，测量完成后电极和夹头可直接安装在小孔加工设备和具有自动换刀库中继续使用，可以节省电极安装时间，可在设备运行时同步完成电极更换，此装置结构紧凑，使用方便，维护简单，制造成本低。
进一步的，高压泵组的出水口设置有用于测量水管中水的压力的压力表，压力表用于保证测试时水管中的压力在电极工作压力的1±6％。
进一步的，收集器还通过回水装置与水箱连接，实现水的循环利用。
进一步的，还包括与夹头夹持器电连接的气动电磁阀，气动电磁阀用于松开夹头夹持器上的蝶簧，进而控制夹头夹持器夹持电极夹持器的状态。
进一步的，微孔电极流量测试装置的所有部件均设置在设备箱中，方便携带、运输。
进一步的，设备箱包括用于容置高压泵组的第一箱体和用于容置收集器和质量测量仪的第二箱体，第二箱体上方设置有用于容置夹头夹持器、电极夹持器和电极的第三箱体，第三箱体与第二箱体之间设置有用于通过流水的通孔，根据不同部件的功能将测试装置的部件设置在不同的箱体中，设置合理，连接方便。
进一步的，设备箱下端设置有自锁万向轮，方便移动。
附图说明
图1为流量测试装置示意图；
图2为流量测试装置的主电路图；
图3为流量测试装置的控制电路图；
图4为设备箱示意图；
附图中：1、高压泵组，2、水管，3、电极夹持器，4、电极，5、收集器，6、质量测量仪，7、夹头夹持器，8、水箱，9、气动电磁阀，11、回水装置，12、蝶簧，13、压力表，21、第一箱体，22、第二箱体，23、第三箱体，24、第四箱体，25、第五箱体，26、第一通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种微孔电极流量测试装置包括通过水管2依次连接的水箱8、高压泵组1和夹头夹持器7，高压泵组1的出水口设置有用于测量水管2中压力的压力表13，压力表13用于保证测试时水管2中的压力在电极4工作压力的1±6％，水管2为高压水管，高压泵组1的工作通过计时器进行控制，当计时器开始计时时，启动高压泵组1，当计时器关闭时，关闭高压泵组1，计时器选用DH48S-S时间继电器KT1，时间继电器KT1设置在电气部分，通过电气部分和计时器设定好的时间来控制泵组的工作时间，完成泵组的启停。
参照图2和图3，电气部分包括主电路和控制电路，主电路包括连接在380V交流线路上的空气断路器QF1，空气断路器QF1通过导线与接触器KM1的主触点以及电动机M1串联，电动机M1通过减速装置与高压泵组1连接，380V交流线路上还连接有将380V电压转化为24V电压的变压器，变压器的输出端通过保险FU1连接有控制电路，保险FU1用于防止过电流，控制电路包括按钮开关SB1，按钮开关SB1一端与24V母线连接，另一端分别与按钮开关SB2、接触器KM1的常开触点以及指示灯L1的输入端连接，按钮开关SB2的输出端与接触器KM1的线包输入端连接，接触器KM1的线包输出端与0V母线连接，指示灯L1的输出端与0V母线连接，接触器KM1的常开触点的输出端与时间继电器KT1的输入端连接，时间继电器KT1的输出端通过其线包与0V母线连接，24V母线与0V母线之间还依次连接有按钮开关SB3、接触器KM1的常闭触点以及电磁阀YA1，按钮开关SB2的输出端与时间继电器KT1的输出端之间通过导线连接。
夹头夹持器7下端夹持有电极夹持器3，电极夹持器3下端夹持有电极4，夹头夹持器7上设置有用于夹紧电极夹持器3的蝶簧12，夹头夹持器7和电极夹持器3中均设置有通过流水的通道，电极夹持器3正下方设置有用于收集从电极4中流出的水的收集器5，收集器5下方设置有用于称量收集器5中水的重量的质量测量仪6，收集器5还通过回水装置11与水箱8连接，实现水的循环利用，优选的，回水装置11为连接收集器5和水箱8的管道。
优选的，还包括与电极夹持器3电连接的气动电磁阀9，气动电磁阀9用于松开蝶簧12，进而控制夹头夹持器7夹持电极夹持器3的状态。
优选的，选用的电极夹持器3与小孔加工设备完全匹配，避免了电极二次装夹，带来的堵孔、电极变弯、电极夹伤等问题。
参照图4，一种微孔电极流量测试装置中的所有部件均集成在设备箱中，设备箱分为两层，下层为用于容置高压泵组1和水箱8的第一箱体21、用于容置收集器5和质量测量仪6的第二箱体22和用于容置回水装置11的第四箱体24，上层为用于容置夹头夹持器7、电极夹持器3和电极4的第三箱体23以及用于容置所有的控制高压泵组1启停的电气元件及其连接线路和气动电磁阀9的第五箱体25，第五箱体25设置在第一箱体21上方，且第五箱体25与第一箱体21左端面齐平，第三箱体23设置在第二箱体22上方，第三箱体23和第二箱体22之间设置有用于通过流水的第一通孔26，第二箱体22设置在第一箱体21一侧，第二箱体22设置在第四箱体24正上方，第二箱体22和第四箱体24的长和宽均相等，第一箱体21、第二箱体22和第四箱体24的宽度相同，第二箱体22和第四箱体24高度之和等于第一箱体21的高度，设备箱下端设置有自锁万向轮27，方便移动；第一箱体21和第五箱体25之间以及第五箱体25和第三箱体23之间的隔板上均设置有用于穿过水管2的第二通孔；第一箱体至第五箱体均设置有箱门，便于打开或闭合箱体。
本装置的工作原理为：按下按钮开关SB2，控制电源依次通过SB1---SB2---KM1线包通电，接触器KM1吸合，此时松开SB2时，KM1常开触点吸合电源依次通过SB1---KM1常开触点--KT1延时断开触电---最后通过KM1线包，实现自锁功能，电动机M1运转带动高压泵组1开始工作，同时计时器KT1开始计时，高压水通过水管2进入电机夹持器3，并通过电极4进入收集器5中，当时间继电器KT1计时时间结束后，时间继电器KT1断开，接触器KM1断开，电机M1主接触线包断电，主接触器复位，电动机M1断电，高压泵组1停止工作，此时读取质量测量仪6的读数，至此已完成在设定时间及压力条件下的质量流量测量，测量完成后若按下按钮开关SB3，此时电磁阀YA1得电，压缩空气通过气路进入夹头夹持器7，克服夹头夹持器7的弹簧力，将电极夹持器3卸下，卸下的电极夹持器3能够直接安装到小孔加工设备上或者设备刀库上使用。
一种微孔电极流量测试方法，包括以下步骤：
步骤1、启动高压泵组1并开始计时，高压泵组1开始工作，高压水通过水管2依次进入电极夹持器3和电极4，最后流入高压水收集器5，计时结束后，高压泵组1自动停止工作，待电极4中不再有水流出时。
步骤2，根据质量测量仪6上的读数和收集收集器5中的水所花费的时间计算电极4的流量，具体计算过程为：先根据水的质量计算出水的体积，并根据体积和收集水的时间，计算出水在电极4中的流速V，最后利用公式Q＝S×V计算出电极4的流量，式中Q为流量，S为电极4的内孔界截面积。
优选的，在上述步骤的基础上，设定不同的测量时间，记录单位时间内流过电极内孔水的质量，时间越长，测量结果的准确性越高。
若电极4的流量符合要求，电极测量完成后卸下夹持器3，若电极流量符合要求则将夹持器3直接安装到设备上或设备刀库上使用。
Claims (10)
1.一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，包括通过水管(2)依次连接的水箱(8)、高压泵组(1)和夹头夹持器(7)，所述夹头夹持器(7)下端夹持有用于夹持电极(4)的电极夹持器(3)，夹头夹持器(7)和电极夹持器(3)中均设置有流水通道，电极夹持器(3)正下方设置有用于收集从电极(4)中流出的水的收集器(5)，收集器(5)下方设置有用于称量收集器(5)中水的重量的质量测量仪(6)。
2.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，还包括电气部分，电气部分包括主电路和控制电路，主电路包括连接在380V交流线路上的接触器KM1，接触器KM1的主触点与电动机M1串联，电动机M1与高压泵组(1)连接，380V交流线通过变压器与控制电路相连，控制电路包括按钮开关SB1，按钮开关SB1一端与24V母线连接，另一端分别与按钮开关SB2和接触器KM1的常开触点的输入端连接，按钮开关SB2的输出端与接触器KM1的线包输入端连接，接触器KM1的线包输出端与0V母线连接，接触器KM1的常开触点的输出端与时间继电器KT1的输入端连接，时间继电器KT1的输出端通过其线包与0V母线连接，24V母线与0V母线之间还依次连接有按钮开关SB3、接触器KM1的常闭触点以及YA1电磁阀线包，按钮开关SB2的输出端与时间继电器KT1的输出端之间通过导线连接。
3.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述电极夹持器(3)为小孔加工设备的通用电极夹持器。
4.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述高压泵组(1)的出水口设置有用于测量水管(2)中水的压力的压力表(13)。
5.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述收集器(5)还通过回水装置(11)与水箱(8)连接。
6.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，还包括与夹头夹持器(7)连接的气动电磁阀(9)，气动电磁阀(9)用于控制夹头夹持器(7)夹持电极夹持器(3)的夹紧或松开状态。
7.根据权利要求1所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述微孔电极流量测试装置的所有部件均设置在设备箱中。
8.根据权利要求7所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述设备箱包括用于容置高压泵组(1)的第一箱体(21)和用于容置收集器(5)和质量测量仪(6)的第二箱体(22)，第二箱体(22)上方设置有用于容置夹头夹持器(7)、电极夹持器(3)和电极(4)的第三箱体(23)，第三箱体(23)与第二箱体(22)之间设置有用于通过流水的通孔(26)。
9.根据权利要求7所述的一种微孔电极流量测试装置，其特征在于，所述设备箱下端设置有自锁万向轮(27)。
10.一种利用权利要求1所述的微孔电极流量测试装置进行微孔电极流量的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、启动高压泵组(1)并开始计时，高压水通过水管(2)依次进入电极夹持器(3)和电极(4)，最终流入高压水收集器(5)，到达测量时间时关闭高压泵组(1)，待电极(4)中不再有水流出时，读取质量测量仪(6)的读数；
步骤2，根据质量测量仪(6)上的读数和收集收集器(5)中的水所花费的时间计算电极(4)的流量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180116 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |