基于异类信息融合的砂轮磨损状态监测

Inconel 718作为难加工材料，磨削时砂轮磨损较快，影响加工后工件表面质量。提出了基于磨削力信号和磨削振动信号两种异类信息的砂轮磨损状态识别模型，研究了不同磨损状态下磨削力和磨削振动的时域和频域特征，并提取71种与磨损状态相关的特征。采用核主成分分析法对原始特征集进行特征提取，选取方差累计贡献率为96%的前13个主元作为融合特征集，基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法建立了砂轮磨损状态识别模型，并采用受试者工作特征曲线(ROC)和准确率两个指标对模型进行了评估，受试者工作曲线面积(AUG)为0.93,准确率可达93.6%。     

基于信息融合的精密磨削砂轮磨损状态在线识别方法研究

高质量非球面光学元件批量制造是目前精密磨削技术力求实现的目标。为了提高非球面光学元件精密磨削的加工效率,必须在加工过程中动态识别砂轮磨损状态,在砂轮接近或达到寿命周期时对其进行修整。寻求一种经济可行的方式,实现砂轮寿命周期在线评估,利用声发射、砂轮振动、磨削力等多种类型加工过程信号,提取和选择能够全面、灵敏反应砂轮磨损状态的特征,基于Dempster-Shafer证据理论,进行多源信息融合,实现精密磨削砂轮磨损状态在线识别。     

杯形砂轮磨削高硬度球面砂轮磨损的研究

采用分块杯形砂轮磨削高硬度球面,磨削过程中砂轮磨损不仅影响砂轮磨削性能,而且造成工件和砂轮实际接触面积不断产生变化,影响磨削力和磨削质量。为此,基于展成法磨削原理研究砂轮块磨损后的形状变化,分析了分块砂轮的磨损形式,揭示了进给过程中砂轮块磨损形状的变化规律,推导了砂轮磨损量和砂轮工件接触面积的计算公式,分析了砂轮磨损速度的变化趋势及其影响因素,试验最后研究了砂轮磨损量的变化规律,并验证了砂轮磨损量的计算模型。     

SG砂轮磨削航空合金温度研究

钛合金和高温合金的导热性差,磨削过程中产生的高温不仅加速砂轮的磨损,而且降低工件表面质量,磨削温度是影响磨削过程的重要参数。本文重点阐述了夹丝半人工热电偶法测温原理及标定方法,并对不同磨削条件下磨削航空合金的温度进行了实验研究。实验选用新型陶瓷氧化铝SG砂轮和普通GC砂轮,分析磨削温度信号的物理意义,系统地研究了磨削用量、磨削方式、砂轮类型以及工件材料对航空合金磨削时温度的影响,为航空合金的高效高精度磨削加工工艺优化提供实验依据。     

外圆磨削颤振及工件变速磨削抑振研究

磨削加工中的自激振动是一种非常有害的现象,它使加工表面质量降低,并限制了生产率的进一步提高,长期来一直是生产中尚未很好解决的问题。可以通过不同的途径来改善磨削时所产生的自激振动,如合理选择磨削工艺参数及根据工件来选择砂轮,提高机床动态特性,采用消振装置或反向加振,变速磨削等。变速磨削即是从工艺角度出发,周期地按一定规律变更磨削时砂轮或工件的瞬时转速。 70年代开始发表了用砂轮变速的方法以抑制磨削自激振动的文章,但由于外圆磨削时砂轮转速很高,系统惯性很大,生产上推广应用有一定困难。此后,曾发表采用工件变速的方法以抑制自激振动的文章。本文试图分析磨削自激振动的发生及其特点,并在此基础上对变速磨削抑振的机理进行讨论,最后就     

国外磨削机理的研究动态

高速磨削,徐进磨削,镜面磨削以及适应控制磨削等新技术新工艺的不断出现、推广和提高,促使我们必须对磨削过程的本质及其所表现出来的现象作进一步深入的研究。在磨削过程中,砂轮与工件之间的力学作用引起的双方发生的物理变化和化学变化产生了磨削力和磨削热,从而使磨屑不断形成,在工件上获得了一定的尺寸和形状精度,表面光洁度和机械物理性能。同时磨粒亦趋于磨钝或脱落,最终可能在磨削工艺系统中发生振动而使工件和砂轮表面均受到了破坏。由于磨削条件的改变,磨削过程也因此而会发生变化。不同的砂轮(磨料,粒度,硬度,组织,结合剂),不同的修正工具及工艺参数,不同的工件材料及机械性能,以及它们之间的相对运动的关系(砂轮线速度,进给率,工件线速度等)均会在磨削过程中影响磨屑的形成过程及其结果。因此在磨削过程中,砂轮进入工件表面层的相对摩擦的程度,耕犁角度、深度、长度,工件表面层弹性和塑性变形的程度,切除下来的磨屑的几何形状就都受上述许多因素的影响。伴随着磨屑形成消耗的一定功率产生了大量磨削热,其中大部分进入到工件中,使工件表面温度升高,并有可能改变表面层的金相组织,甚至会引起残余应力和裂纹。与切除磨屑的同时砂轮上的砂粒因机械磨损和化学磨损会逐步钝化,砂轮表面可能受到磨屑的堵塞而逐渐丧失切削能力,也有可能发生自励作用而延长磨削时间。冷却润滑液的使用会影响到工件和砂轮表面的物理变化和化学变化。在磨削过程中存在于砂轮与工件之间的磨削力还会引起工艺系统的变形,其变化可能促使工艺系统自激振动的发展,影响到加工质量,生产率和工具寿命。研究磨削机理也就是应用物理学和化学原理等来研究磨削过程中统一体(工艺系统)中的对立双方(砂轮系统与工件系统)的组成功能,相互的作用,发展变化及其結果,研究各因素的影响,相互关系,分清主次,从而掌握其内在规律。这对于发展磨料磨具的新品种,不断提高磨削加工工艺水平,研制新的冷却润滑液,改进磨床结构发展新的磨床品种,尤其是对于发展、提高和创造新的磨削工艺(高效、高精度磨削,适应控制磨削等)有着重大的作用。近年来,我国对磨削机理也着手进行了研究,为了赶超世界先进水平,必须了解国外关于磨削机理的研究动态。这里刊登了一篇由华中工学院机制教研组根据国外期刊资料所汇总编写的文章,供读者参考。     

基于振动信号的砂轮磨损状态的在线特征识别

主要研究了基于振动信号的砂轮磨损状态在线特征识别.在分析砂轮磨损机理及其与振动关系基础上,进行了砂轮磨损试验研究,在时频域对砂轮磨损状态的多种特征信号进行提取和对比分析,获得了反映砂轮磨损状态的特征信号.     

砂轮修整器在磨床上的应用

每一台内外圆或者专用磨床都会有一套对本身砂轮进行修整的砂轮修整器。砂轮在对工件进行磨削时,砂轮磨削区的温度大约在1000℃左右,磨粒磨削点的温度也有几百度。在磨削过程中砂轮磨损经过磨耗磨损、磨粒磨损、脱落磨损三个周期以后,在它的表面会形成砂粒蜕化不锋利,并且还留下许多磨削颗粒堵塞砂轮气孔,这样就难以对工件进行磨削加工。     

声发射技术在修整工艺和磨削工艺参数选择上的应用

磨削过程中磨削力与AE声发射信号有较强的对应关系,对工件表面加工质量有很大影响。首先,以单因素实验法改变修整工艺的某个参数,得到了AE声发射信号与工件加工表面粗糙度之间的变化规律;随后通过正交实验法,修整工艺参数以"三因数三水平"得到了AE声发射信号与工件加工表面粗糙度之间的变化规律;之后探讨了利用AE声发射信号监测砂轮的磨损状态;最后通过正交实验法,磨削工艺参数以"三因素三水平"法得到了AE声发射信号与工件加工表面粗糙度之间的关系,为提高外圆磨床磨削质量和效率、选择最佳的工艺参数给出了指导。     

磨削力自适应控制系统的设计

可转位刀片的传统磨削加工大多采用恒进给量控制法,若工件的余量不均、材质不均、磨削速度较高、砂轮的切削性能较差时,在进给速度较大时,将对工件的加工表面质量产生不良影响,如表面粗糙度增大,工件表面烧伤和产生微裂纹,砂轮磨损加剧,砂轮轴变形,甚至砂轮崩裂。若降低进给速度势必会影响加工效率。自适应加工技术是解决上述问题的重要途径,论文讨论了应用该技术对影响加工效率和精度的切削力、转矩、功率、刀具磨损、尺寸精度、和表面粗糙度等物理量进行检测、建模、提取特征,对进给速度、主轴转速等工艺参数进行实时控制,使机床的工艺系统在高效加工中处于最佳状态。     

金刚石砂轮磨损颗粒自砺条件的研究

从金刚石砂轮在磨削过程中，磨损颗粒脱落时结合剂桥破坏面的强度极限与磨削力的关系出发，推导了金刚石砂轮磨损颗粒脱落的自砺条件公式，并分析研究了金刚石砂轮磨损颗粒脱落的自砺条件因素。根据磨削不同的工件材料及所要求的磨削用量，自砺条件公式为生产具备良好自砺性能的金刚石砂轮提供理论依据。     

陶瓷结合剂CBN砂轮对45淬硬钢的磨削研究

用陶瓷结合剂CBN砂轮对45淬硬钢工件进行磨削试验，对磨削过程中CBN砂轮的磨损和磨削比进行了研究，发现了陶瓷缝合剂CBN砂轮的磨损特征。     

精密数控平面磨床主轴耦合系统动力减振器

在精密磨削加工时,机床振动不但对被加工工件质量影响很大,使被加工工件产生振纹,表面质量下降,而且还可使轴承磨损,砂轮微刃受到损害,故消除主轴振动十分重要。     

软磨套圈端面时砂轮的选择

在使用MZ7650双端面磨床时,我们对接触工件的非软磨端面部分采用铸铁盘代替砂轮的措施,实现套圈软磨端面时的单端面磨削,见右图。这种磨削方法的缺点是:(1)端面连续进行磨削,砂轮与工件长时间接触,散热是主要问题。(2)生产效率高,每个工件被磨时间极短,磨削后工件表面粗糙度大,砂轮磨损快,工作尺寸难以控制。为了解决以上问题,必须合理地选择砂轮。     

基于砂轮均匀钝化和进让式进给精密磨削的研究

介绍了一种用砂轮端面磨削工件时，磨削点能够沿砂轮径向漂移，且砂轮在进给方向上可进让式进给磨削工件凸曲面轮廓的新工艺方法，建立了刀位计算模型，给出了算法、试验和分析。结果表明，新方法显著提高了砂轮的利用率和使用寿命，减小了工艺系统的变形，提高了制件精度，砂轮磨损后易于修整。对新方法与常用方法的加工误差进行了比较，表明新工艺更适合脆性超硬材料凸曲面轮廓的高精密磨削。     

基于贝叶斯网络的平面磨削状态智能监测技术研究

为解决平面磨削过程中工件表面粗糙度预测和砂轮钝化监测困难的问题,利用贝叶斯网络建立了平面磨削状态智能监测模型。该模型在获取系统磨削用量和工件材料的基础上,在线提取磨削声发射信号的峭度系数,可以有效预测工件粗糙度和识别砂轮钝化状态,为数控系统调节加工参数提供参考。该模型在平面磨床的磨削监测试验中取得了良好的效果。     

金刚石滚轮

在大批量生产中,为了提高生产效率和保证零件的互换性,磨加工时需要采用成形磨削工艺。同时,由于高效率磨削工艺和少无切削工艺的发展,使许多零件可以不经车、铣等粗加工而直接采用磨削来达到技术要求。所以,发展成形磨削工艺是提高生产率和提高工件质量的当务之急。一、成形磨削概况1.成形磨削的几种方法成形磨削有下列几种:(1)成形砂轮磨削;(2)工件或砂轮作轨迹运动的成形磨削;(3)数控成形磨削……。第一种方法具有生产效率高、成本低、工件质量稳定、零件互换性好和工艺简单等优点,因此,在大批量生产中,它是最有发展前途的一种成形磨削。2.修整砂轮的方法成形磨削的关键是解决砂轮的成形修整。目前大     

砂轮振动对磨削区时变润滑效应的影响

为研究砂轮振动对磨削区压力、膜厚及温度的影响,建立考虑时变效应的砂轮振动磨削的润滑模型,分析陶瓷结合剂CBN砂轮磨削45~#钢的过程中的最大压力、最小膜厚和最大温度随振动的幅值、频率及砂轮速度的变化情况。结果表明:考虑砂轮振动的时变效应时,不同瞬时下的压力及膜厚变化较大;随砂轮振幅和频率的增大,当砂轮振动到最低点时最大压力及最大温度增大,最小膜厚减小,而振动到最高点时则相反;时变效应使最大压力、最小膜厚与最大温度出现了滞后现象;当砂轮速度增大时,最大压力减小、最小膜厚增大,这有利于润滑且能减少磨粒磨损,但是最大温度增大容易产生磨削烧伤和热变形,影响工件磨削后的表面质量,所以应据此选择合适的砂轮速度。     

声发射技术在斜切入磨削控制中的应用试验

声发射(Acoustic Emission)是固体材料在塑性变形及开裂过程中以弹性波的形式释放应变能的一种物理现象。这种现象已成功地在无损检测中用以检测构件或材料内部的缺陷。在磨削加工中,当砂轮与工件接触时,由于砂粒与工件的摩擦和金属的塑性变形与剥离也产生强烈的高频声发射信号,其频率在50kHz到1MHz之间。信号的时域和频域结构与砂轮和工件的接触状况、砂轮表面形貌和磨削过程有关。利用声发射信号进行磨削过程控制和机理研究具有灵敏度高、不受低频振动干扰的优点。通过磨削过程的声发射信号研究,揭示其相关性,可以为磨削过程控制提供一种新的途径。     

瑞士CES2／150／4平磨二次磨削稳定性故障的排除

我厂于1988年从瑞士FAMTEC公司引进的CES2/150/4型贯串式平磨,是用于引进西门子公司产品3TB、3TH交流接触器铁芯极面磨削的关键设备,配有二组主轮砂轮。传动带(砂带)将工件(E字型铁芯)带到磁性平板上吸住,通过砂轮对工件的上平面进行磨削加工,工件经初磨和精磨后一次达到给定的精度。每组砂轮磨削均有自动补偿系统,以保证磨削工作能长时间持续进行,且保持稳定的精度。 砂轮磨损补偿原理是:经压力调整器来的压缩空气通过气压规喷嘴喷向旋转的砂轮磨削面形成一个定压力,再经过气—电转换器把这个压力量转变为电信号,经PRETEC装置计算处理后转换成输出信号,与来自电子测量传感器的信号相平衡。砂轮磨损引起气压变化会破坏电平衡状态,从而产生一个误差信号,经放大后去控制液压系统的电磁阀,使磨头得到液压自动供给,再次取得新的平衡,从而达到砂轮自动补偿的目的。