断续磨削表面烧伤机理与在线监测方法研究

目的研究断续磨削烧伤机理和声发射在线监测方法,避免产品磨削加工烧伤现象。方法基于平面磨削温度场理论和镜像热源方法,建立一种断续磨削工件边缘的温度场模型,基于该模型可对断续磨削烧伤机理进行研究。为验证上述模型的有效性,通过正交实验设计不同断续磨削工况实验,利用红外热成像仪和声发射信号对断续磨削区温度进行在线监测,使用酸洗法和巴克豪森噪声检测仪对磨削后工件表面进行烧伤检测验证,通过对声发射信号的小波包能量求解,建立其与磨削区温度之间的关系。结果该模型可有效反映断续磨削时工件边缘处磨削区温度场分布情况。计算结果表明,断续磨削工件断口边缘比其他位置磨削区温度更高,且更容易引起烧伤。实验表明,声发射信号的小波包变换总能量与磨削区呈一定相关性,基于声发射信号可对断续磨削烧伤实施在线监测。结论实验结果证明了该模型对断续磨削烧伤机理分析的有效性,以及利用声发射信号对断续磨削烧伤在线监测的可行性。最后针对某一转向螺母产品实际断续磨削加工烧伤进行在线监测应用,实践结果表明,该方法比传统酸洗烧伤检测更加高效环保,对实现磨削加工烧伤检测自动化和智能化具有重要意义。

基于镜像热源原理测定固体材料热物性的方法及应用

基于平行热线法结合镜像热源原理,提出了一种新的固体材料热物性参数测算模型,在热线法测试原理的基础上,以试样绝热边界为界线,设与真实热源对称位置处存在虚拟镜像热源,以此消除绝热边界造成的热积聚效应影响,测试时可不需再限制实验时间和试样厚度.当相邻时刻材料的热物性参数计算结果大于判别准则时,引入镜像热源对计算温度进行修正.为防止修正过程所用热物性参数对实验初期计算值的依赖,模型对实测温度进行两次修正.以石棉板为研究对象,理论分析结合计算结果表明,两次修正结果不同,但差异不大,且第二次修正后各组热物性参数计算结果更稳定.对石棉板、大理石、硼硅玻璃、硅砖等4种材料的薄板和厚板进行了热物性测定,结果与文献值较吻合,最大误差均小于5%,验证了本测定方法适用于薄板和厚板试样,有效提升了热线法测定精度,扩大了应用范围.