基于声发射技术的超精密切削状态监测试验研究

针对超精密加工过程中的切削状态监测问题,利用声发射技术进行了接触检测和识别的试验研究。首先,将谐振频率为1 MHz的锆钛酸铅压电陶瓷传感器安装在靠近切削点的位置,并且为了降低背景噪声,利用声发射分析单元放大和100 kHz高通滤波器对信号进行了处理;然后,对切削刃与工件的接触极限进行了研究,实现了对切削刃位置的准确检测;最后,对切削状态变化引起的声发射信号变化进行了监测,对其切削状态进行了识别。研究结果表明:(1)当切削速度为60 m/min时,在切削深度为10 nm的情况下可以检测到切削刃与工件的接触;(2)声发射信号波形可以识别表面加工过程中发生的微小变化,且声发射平均值与切削速度呈高度正相关,声发射总能量与接触弧长成正比;这些结果证实了声发射技术用于切削状态监测的可行性。