车刀磨损在线检测技术的研究

一、前言随着生产自动化程度的提高,以及柔性制造系统的逐步推广应用,迫切需要解决的问题之一,就是刀具磨损在线检测技术。由于金属切削过程中离线测量刀具磨损办法已远远不能满足现代化生产的需要。为此国内外许多学者对刀具磨损在线检测技术的研究一直很重视,并取得了一定的成果。但由于切削过程的复杂性和刀具磨损的随机性,所以一些科研成果在生产上尚未获得广泛地应用。我们研制了一种特殊的光纤探头作为传感器,用来在线检测刀具径向磨损值。     

基于切削力的铣刀磨损在线监测研究

以实验方法研究了高速钢立铣刀后刀面磨损和铣削力之间的关系,建立了表征后刀面磨损和铣削力之间关系的数学模型,并提出了基于切削力的铣刀磨损监测算法。     

神经网络型铣刀磨损故障诊断专家系统

运用人工智能提高铣刀磨损的故障诊断水平,在神经网络诊断系统中,对BP算法进行了探讨和改进,采用正向和混合双向推理技术,并考虑了系统的解释功能,基于实例和基于规范相结合的解释方法大大增强了系统的解释功能。文章较详细地介绍了系统的总体结构和各功能模块的具体实验,系统的诊断结果表明,在诊断成功率,推理速度,知识获取和自学习功能等方面优于基于规则的诊断专家系统。     

铣刀磨损在线功率监控方法研究

通过对铣削过程功率信号特征的分析与研究，提出了在线监控铣刀磨损的切削频率法与残差分析法。     

金刚石铣刀切削石材磨损实验研究

在EMCO155型数控机床上切削石材,通过改变实验参数,研究各参数对金刚石铣刀磨损量影响规律。通过设计正交实验,刀具磨损量受实验参数影响次序依次为:切削深度、进给速度、主轴转速。利用电子显微镜对金刚石铣刀磨损表面进行观察,分析金刚石铣刀磨损机理。实验结果表明:金刚石刀具磨损量随着主轴转速和切削深度的增加而增大,石材的硬度对刀具磨损影响很大。金刚石刀具的磨损主要表现为金刚石颗粒的磨平、破碎与脱落及基体表面呈现出犁沟。铣刀磨损主要以金刚石颗粒磨平和脱落为主。     

PVD涂层铣刀的制备及其磨损研究

采用物理气相沉积(PVD)对硬质合金立铣刀进行涂层处理,并对钛合金进行铣削测试。研究TiSiN和ZrAlN两种不同类型PVD涂层硬质合金铣刀的磨损情况以及钛合金铣削表面粗糙度和表面形貌。磨损实验结果表明：当主轴转速N、铣削深度a_p、铣削宽度a_e、进给速度v_f分别为8000r/min, 2mm, 0.30mm, 1200mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀的第一后刀面磨损量分别达到133μm, 61μm, 33μm。钛合金铣削实验结果表明：当铣削参数为主轴转速8000r/min、铣削深度0.1mm、铣削宽度0.05mm和进给速度800 mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀获得的钛合金铣削表面粗糙度分别为0.35μm, 0.40μm, 0.38μm。ZrAlN涂层可以明显抑制钛合金切削过程中的黏刀现象,降低黏着磨损情况,有效提高硬质合金铣刀的切削性能。     

用高速钢铣刀加工酚醛环氧玻璃纤维塑料刀具磨损的研究

在现代工业中,由于科学技术的发展,对工程塑料工件的加工精度和表面粗糙度的要求也愈来愈高,所以,对工程塑料工件有的必须经过切削加工方能满足性能的要求。工程塑料在切削加工时,刀具的磨损过程基本上和切削金属时相似,但是,由于工程塑料和金属比较起来,其强度小、传热性差、耐热性差、弹性回复大、各向异性和有填加物等特点,故和切削金属时刀具的磨损规律亦有差别。例如,酚醛环氧玻璃纤维工程塑料其成分是酚醛和环氧树脂中填加玻璃纤维,玻璃纤维硬度高而且脆,对刀具形成强烈的磨损;另外,其导热系数仅是钢的     

非接触式刀具磨损在线检测方法──光纤位移检测法

本文以光纤传导理论为基础，提出了一种非接触式刀具磨损检测方法—反射式光纤位移检测法。该方法以激光为光源，以光纤传感器为检测手段，以刀杆振动位移为检测对象，实现对刀具状态的跟踪检测。切削试验证明了这种方法的适用性和可靠性．     

类金刚石薄膜涂层铣刀的磨损和寿命

类金刚石薄膜涂层铣刀的磨损和寿命近年来类金刚石薄膜涂层刀具在国外的使用日益广泛。这种薄膜涂层是用石墨在真空中以阴极喷涂法制成的，其硬度接近天然金刚石与钢的摩擦系数至少比工具钢低一个数量级涂覆温度一般不超过１８０Ｃ，可防止涂覆时刀具退火。为了研究这种涂...     

摩擦磨损试验机在线检测系统

现代摩擦学的试验研究对摩擦磨损试验机的测量系统提出了更高的要求。本文介绍了自行设计的强电流摩擦磨损试验机及其实时在线检测系统,主要包括试验中各参量信号的获取,A/D转换,以及对测量数据误差的软件处理方法。     

基于小波分析和模糊控制理论的铣刀磨损监控方法

研制了一种铣刀磨损的监控方法.在该系统中信号采集采用声发射传感器,信号的特征提取采用小波分析的方法,将变换后的尺度系数和各个频段的小波系数作为特征,采用自行设计的Sugeno模糊控制系统进行状态识别,模糊控制系统的输出是刀具磨损的具体值.     

铣削覆膜砂用微型硬质合金铣刀磨损规律的研究

针对覆膜砂复杂铸型铣削加工过程中的刀具磨损问题,以刃口覆Ti Al N涂层的钨钴类硬质合金整体式微型平底铣刀铣削覆膜砂作为试验对象,使用光学影像测量仪观察并分析了刀具在各个磨损阶段的形貌特征及变化,确定了刀具最终的磨损状态。对刀具磨损处进行能谱分析发现,在磨损过程中出现了大量的涂层脱落。利用双对数线性方程对试验数据进行分析得到了铣削覆膜砂时微型硬质合金铣刀寿命与主轴转速之间的对数方程。     

基于径向基函数神经网络的铣刀磨损监控技术的研究

提出一种基于径向基函数神经网络的铣刀磨损监控方法,径向基函数神经网络的输出是刀具磨损的具体值,这样有利于对刀具磨损进行各种实时补偿。实验表明,利用径向基函数神经网络进行状态识别可对小型立铣刀的磨损进行监控,能够取得良好的效果,同时证明RBF网络的训练速度优于BP网络。     

基于时域特性的铣刀磨损状态信息提取

在分析铣削加工过程特点的基础上，采用后刀面磨损带面积为铣刀磨损的评价指标，建立了基于切削力和主轴电机功率的铣刀磨损模型，探讨了基于时域特性的铣刀磨损状态信息提取的相关技术。理论分析和实验结果表明，切削力和主轴电机功率的量纲一系数Cv的变化与铣刀后刀面磨损带的磨损过程直接相关。采用切削力和主轴电机功率的量纲一系数Cv作为铣刀后刀面磨损带面积的监测信号能真实地反映其磨损过程。     

虚拟制造系统中球头铣刀的磨损预测

基于球头铣刀铣削方式及铣削参数的特点,应用微分理论基本方法提出了一种虚拟制造系统中球头铣刀磨损预测的数学模型,为提高虚拟制造系统的真实感和实时性奠定了基础;该模型预测的结果与铣削试验的测量结果基本吻合。     

基于振动信号的铣刀磨损状态识别

刀具磨损状态的变化是自动化加工中最为常见的影响因素,对刀具磨损状态的有效识别能够保证自动化生产的顺利进行.从铣削加工的振动信号中,可以获取刀具磨损状态的信息.基于小波理论,通过分解提取的振动信号,并分析频带内振动信号幅值的变化,就能够确定刀具磨损的状态.对铣削平面和斜面进行了实验分析,证明该种方法能够实现铣削加工过程中刀具磨损状态的有效识别.     

螺旋油泵铣刀的检测

螺旋油泵是采用摆线啮合的螺杆泵,是一种比较先进的容积式泵。螺旋油泵在制造上精度要求较高,其中螺杆制造精度特别影响泵的容积效率,因此,非常重视加工螺杆的铣刀精度。采用型线样板以光隙法检测铣刀的型线精度,一般很难控制,误差较大。应用万能工具显微镜测量螺旋油泵铣刀,能够保证型线各点精度指标。简述如下;     

两种铣刀在切削碳纤维增强塑料时的磨损机理

用TiB2涂层硬质合金铣刀和金刚石涂层硬质合金铣刀分别对碳纤维增强塑料进行铣削加工试验,通过扫描电镜、三维视频显微镜等研究了两种涂层刀具的磨损形态和磨损机理。结果表明:刀具交替切削软的树脂基体和高强度的碳纤维而产生的交变应力以及高强度碳纤维对切削刃的高频冲击作用是促使刀具发生崩刃和涂层剥落的主要原因;金刚石涂层刀具由于有极高的硬度和耐磨性,其使用寿命明显高于TiB2涂层刀具,且加工表面的粗糙度低于TiB2涂层刀具的;两种刀具铣削碳纤维增强塑料的磨损机理均为磨料磨损。     

异形零件在线检测方法的研究

提出用包络测量方法实现异形零件在线检测的设计思想，并以车削异形零件为例，讨论了包络法检测异形零件的计算处理方法。     

基于切削电流系数的铣刀磨损状态监测

基于切削力系数的铣刀磨损状态监测方法提出了与切削参数独立的刀具磨损指标。由于存在干扰机床正常加工、实时性不佳、传感器安装不便和成本过高等问题,限制了其在实际工业环境中的应用。针对上述问题,结合切削力与主轴电流的关系,提出一种基于主轴切削电流系数的铣刀磨损状态监测方法。首先,融合切削力系数和主轴电流的优点,建立铣削电流模型;其次,根据切削电流模型进行切削电流系数辨识,记录新刀状态下切削系数;然后,使用切削系数实时估计相同加工工况下新刀切削电流,监测实际切削电流偏离估计值的程度,判断铣刀磨损状态;最后,通过实验与力信号对比验证该方法的正确性。实验结果表明,该方法可以替代基于切削力系数的磨损状态监测方法,能有效、实时、无干扰、便利和低成本地识别新刀、正常和严重3种磨损状态。