灰色关联度分析在金刚笔状态识别中的应用

基于灰色关联度应用于故障诊斯的特点分析，将灰色关联理论应用到磨削加工领域，利用灰色关联度分析方法对砂轮修整过程中的金刚笔钝化状态进行识别。通过实验选取声发射信号的均方根值、进给率，和修整深度h作为特征参数，并考虑各参数对金刚笔钝化状态的影响程度，选择初值化的数据处理方式，以提高识别的精确性。经实验验证，采用灰色关联度分析方法可以很好地对砂轮修整过程中的金刚笔钝化状态进行识别。     

基于SMO-SVM的单点金刚笔钝化监测

针对单点金刚笔在砂轮修整过程中易于钝化且难以检测的问题,使用支持向量机建立智能模型。为了得到建立模型所需的样本库,使用小波包分析等方法在线提取修整时声发射信号中的特征信息,并引入钝化平台直径定义钝化临界值。模型本身选用基于串行优化算法的支持向量分类机,使用交叉验证法搭配遗传算法以达到优化模型参数的目的。实验结果表明,该模型在分类精度和计算时间上均优于一般的智能模型,可以有效地监测金刚笔的钝化。     

砂轮磨钝监测及修整

利用声发射(AE）信号归原处理法对砂轮磨钝程度进行监测，在此基础上开发了砂轮磨钝监测及自动修整系统。该系统可以对小批量、多品种工件磨削过程中砂轮钝化进行有效的监测，采用的CNC砂轮自动修整器能够解决多种类型成型砂轮的修整，具有一定的通用性和实用性，能实现磨削砂轮监测、修整过程的自动化和智能化。     

基于声发射监测的金刚石砂轮修整技术研究

建立完善的金刚石砂轮修整的声发射监测系统,利用声发射信号可直观反映出金刚石砂轮实际修整情况.通过分析计算砂轮在整形过程中声发射信号的标准差值可定量分析出砂轮实际修整效果,实验中使用电容传感器测量整形前后砂轮表面外形,测量结果证明了声发射监测系统在金刚石砂轮修整中的有效性.     

圆弧形砂轮精密修整及其声发射在线监测技术

针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用圆弧形金刚石砂轮难以精密修整的问题,提出基于旋转绿碳化硅（GC）磨棒的端部在位精密修整方法及修整过程的声发射在线监测技术。基于圆弧形金刚石砂轮的结构特性,制订圆弧形金刚石砂轮的在位精密修整与修整过程的声发射在线监测技术方案。依据修整与在线监测方案,对D64圆弧形金刚石砂轮进行修整实验及其声发射信号采集,修整后跳动误差小于10μm,比修整前减小30μm左右,砂轮精度显著提高。利用声发射信号均方根值获取砂轮修整结束的特征预警阈值,实现了旋转GC磨棒端部在位精密修整过程的在线监测以及修整结束时间的准确判断,可以有效提高球面非球面磨削加工过程的效率。     

基于Shannon熵与声发射信号的CBN砂轮性能监测方法研究

为了在磨削加工过程中能够有效判别CBN(Cubic Boron Nitride)砂轮的磨削性能,提出了一种基于Shannon熵理论与声发射信号的CBN砂轮性能监测方法。首先,利用声发射传感器采集CBN砂轮磨削加工过程中的声发射信号,基于最大信息熵对CBN砂轮磨削加工过程中的声发射信号进行概率密度估计,获得磨削加工过程中声发射信号的最大熵概率密度分布。然后,通过分析研究CBN砂轮在修整过后循环磨削以及不同直径剩余磨削时的声发射信号特征,根据交叉熵原理分析CBN砂轮不同磨削性能时声发射信号最大熵概率密度分布,并通过设定交叉熵阈值来辨别磨削加工过程中CBN砂轮的磨削性能。最后,为验证该方法的实用性,在某工厂CBN砂轮磨削产品生产线上进行大量实验研究,结果表明,该方法对CBN砂轮磨损状态及CBN砂轮剩余寿命进行有效监测,验证了该方法监测CBN砂轮在磨削加工过程中磨削性能的有效性。     

声发射(AE)信号在砂轮钝化程度检测中的应用

本文利用声发射（AE）信号的归原处理法，在线监测小批量、多品种磨削过程砂轮钝化程度，利用该方法可以克服仅靠监测AE信号幅值变化不能监测工件材料、加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度的缺陷；实验结果表明，声发射（AE）信号的归原处理法能够有效监测砂轮的钝化。     

砂轮精确修整时的声发射检测方法

砂轮修整状态严重地影响砂轮的磨削性能,这在精磨及成形磨削过程中显得尤为突出。本文提出了一种砂轮精确修整的新方法,利用声发射试验检测系统实时提取砂轮修整过程中声发射信号的特征参量,有效地实现了砂轮型面的精确修整。     

基于切深模型的汽车曲轴轴颈巴厘线磨削精度控制

正汽车曲轴作为发动机关键零件,其主轴颈、连杆颈巴厘线的磨削精度对发动机性能有较大影响。切入磨削过程中,成形砂轮轮廓将直接反映在曲轴轴颈上,因此研究了基于砂轮修整切深模型的成形砂轮廓形修整误差在线测量及补偿方法,通过控制砂轮廓形修整精度来保证曲轴轴颈巴厘线的磨削精度。采用声发射传感器搭建了砂轮修整过程监测系统,建立了砂轮圆弧修整过程中任意位置的声发射信号均方根值与修整切深的数学模型。通过构建切深模型参数与修整进给速度和修整圆弧中凸量的函数关系,得到了砂轮圆弧修整变参数切深模型,提高了切     

微晶刚玉砂轮修整试验研究

针对微晶刚玉砂轮修整难以监测和金刚石笔磨损难以量化问题,以金刚石笔修整微晶刚玉砂轮为研究对象,利用功率仪、AE传感器在线监测了修整信号,开展了微晶刚玉砂轮磨削45钢验证试验,并利用超景深显微镜观察了不同修整导程下的金刚笔磨损情况。结果表明:当改变修整导程时,修整力较小和功率仪采集频率较低是造成功率信号变化不明显的主要原因;与修整功率信号相比,AE信号的变化程度明显比功率信号敏感。并且,AE信号的RMS值与磨削表面粗糙度值分布现象非常一致,具有正相关性。修整导程选择(0.14～0.56)mm/r时的金刚石笔表面磨损变化量仅为(0.012～0.022)mm~2,磨损不明显。     

基于修整力的树脂结合剂金刚石砂轮机械修整

研究了树脂结合剂金刚石砂轮修整过程中修整力与修整效果的关系,基于修整力的变化表征了砂轮的表面形貌及磨削性能。首先,对碳化硼、碳化硅、白刚玉3种砂轮修整工具进行实验,并采集了修整过程中修整力的变化;然后,利用白光干涉仪观测修整后砂轮的表面形貌;最后,对修整后砂轮进行磨削验证实验,得到不同修整工具修整后砂轮的磨削性能。基于上述实验,分析并验证了修整力的变化与砂轮表面形貌和砂轮磨削性能的关系。结果表明,法向力Fn能够表征砂轮的磨粒切削刃密度以及磨粒突出高度;修整比率β反映了砂轮的锋锐程度,当β稳定时,砂轮达到充分修整。因此修整力反映了砂轮表面形貌和磨削性能,根据修整力的变化可以把握砂轮的修整进程。     

On-machine precision preparation and dressing of ball-headed diamond wheel for the grinding of fused silica

In the grinding of high quality fused silica parts with complex surface or structure using ball-headed metal bonded diamond wheel with small diameter,the existing dressing methods are not suitable to dress the ball-headed diamond wheel precisely due to that they are either on-line in process dressing which may causes collision problem or without consideration for the effects of the tool setting error and electrode wear.An on-machine precision preparation and dressing method is proposed for ball-headed diamond wheel based on electrical discharge machining.By using this method the cylindrical diamond wheel with small diameter is manufactured to hemispherical-headed form.The obtained ball-headed diamond wheel is dressed after several grinding passes to recover geometrical accuracy and sharpness which is lost due to the wheel wear.A tool setting method based on high precision optical system is presented to reduce the wheel center setting error and dimension error.The effect of electrode tool wear is investigated by electrical dressing experiments,and the electrode tool wear compensation model is established based on the experimental results which show that the value of wear ratio coefficient K’ tends to be constant with the increasing of the feed length of electrode and the mean value of K’ is 0.156.Grinding experiments of fused silica are carried out on a test bench to evaluate the performance of the preparation and dressing method.The experimental results show that the surface roughness of the finished workpiece is 0.03 μm.The effect of the grinding parameter and dressing frequency on the surface roughness is investigated based on the measurement results of the surface roughness.This research provides an on-machine preparation and dressing method for ball-headed metal bonded diamond wheel used in the grinding of fused silica,which provides a solution to the tool setting method and the effect of electrode tool wear.     

单层钎焊金刚石砂轮的修整实验研究

为满足单层钎焊金刚石砂轮高效精密加工的性能要求,对磨粒有序排布单层钎焊金刚石砂轮的修整进行了实验研究。采用磨粒有序排布的钎焊金刚石修整工具对钎焊砂轮进行了修整,该修整方法通过修整工具粒度的变化以及修整速比的调整来控制砂轮形貌,从而使氧化锆的磨削表面粗糙度达到了精密加工的水平。对砂轮形貌进行了观测统计,数据表明,砂轮磨粒的等高性得到明显改善且避免了磨粒端部的严重钝化。     

结合在线电解修锐高效磨削陶瓷密封件研究

本文通过设计制作金属结合剂金刚石磨具，结合电解修锐技术对Al2O3陶瓷密封进行了研磨式磨削实验在实验过程中通过检测磨具表面的磨粒出露高度及陶瓷材料的去除量，评价该磨削工艺在陶瓷材料密封件加工中的应用效果。结果表明，电解修锐可有效地修锐金属结合剂金刚石磨具，在加工过程中使磨具保持良好的切削能力，因此材料去除量较大，加大工时短，陶瓷密封件的加工成本得到控制。     

Efficient dressing of the wheel in ELID grinding by controllable voltage with force feed back

Electrolytic in-process dressing (ELID) grinding is a new method for achieving ultraprecision surface on hard and brittle materials. In ELID grinding, pulsed direct current voltage is applied on the metal-bonded diamond wheels to ensure constant protrusion of sharp cutting grits throughout the grinding cycle. The peak dressing voltage is kept constant irrespective of the wheel sharpness in conventional ELID grinding, which may lead to overdressing of the grinding wheel. Grinding force ratio (which is also known as K value) is an indicator for the grit sharpness. In this paper, a new approach of wheel dressing has been proposed where the peak dressing voltage is varied according to the change in the K value during grinding. A Kistler three-component dynamometer has been used to monitor the grinding force ratio in real time for this purpose. The methodology to implement the new “dressing-on-demand” concept has been discussed thoroughly in this paper. The experimental comparison with the conventional ELID grinding has also been carried out to prove the advantages of the proposed system.     

基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削研究

利用模压成型技术和真空钎焊技术制备出了磨粒把持力大、力学性能优良的多层钎焊金刚石砂轮;采用在线电解修整技术促使磨钝的磨粒及时脱落,使砂轮在磨削过程中始终保持锋利性;并开展了基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削试验。试验结果表明：在相同磨削条件下,多层钎焊砂轮在线电解修整磨削力较无修整时的磨削力下降了33.7%～57.9%;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削技术能有效提高加工表面质量。当进给速度为30 mm/s,磨削深度为15 μm时,无电解磨削加工表面粗糙度为0.35 μm,而在线电解修整磨削表面粗糙度仅为82.1 nm;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削残余应力仅为无电解磨削时的38.2%～49.5%。且在线电解修整磨削表面完整性较好,没有出现表面/亚表面裂纹等相关缺陷,可实现超细晶硬质合金等难加工材料的高效精密加工。     

椭圆振动修整超声磨削ＺrＯ２温度试验研究

采用椭圆超声振动辅助金刚石笔修整方法修整金属结合剂金刚石砂轮,考察声学系统参数及磨削参数对超声振动辅助磨削纳米氧化锆陶瓷过程中磨削温度的影响.试验结果表明,椭圆超声振动辅助修整的金刚石砂轮超声振动磨削中,磨削温度相对较低.相比其他修整参数,修整深度对磨削温度的影响较小.磨削参数中,磨削深度对磨削温度影响因子较大,砂轮速度影响较弱.此外,磨粒在切削过程中做超声振动,改变了切削条件及散热条件,弱化了砂轮表面地貌对磨削温度的影响,因此,不同修整方式的金刚石砂轮的磨削温度差别不大,两种修整方式下磨削温度下降的梯度大致相当.     

齿轮裂纹故障的双谱分析

齿轮振动信号中的非线性给故障特征的提取带来较大难度,通过分析裂纹齿轮振动信号非线性产生的原因,利用双谱分析具有提取信号非线性耦合特征的能力,将双谱分析应用于齿轮裂纹的故障诊断中。试验结果表明,该方法能够有效地将正常及不同裂纹程度的齿轮区分开来。