PERFORMANCE OF BRAZED DIAMOND CUP-TYPE WHEELS WITH DEFINED GRAIN PATTERN IN GRINDING CEMENTED CARBIDE

A new cup-type grinding wheel of the brazed monolayer diamond is developed with a defined grain pattern on the wheel surface. Grinding performance of the brazed wheel in the surface grinding of cemented carbide is studied. Experimental results show that when continuous dry grinding is employed, grits of the brazed diamond grinding wheel fail mainly in attritious wear and fracture modes and no pull-out ones are found in conventional electroplated and sintered diamond wheels. It indicates the strong retention of brazing alloy to diamond grits and the longer service life of the wheel. In addition, the ground surface has good roughness. The theoretical surface roughness agrees well with experimental results.

金刚石砂轮与金刚石滚轮磨削接触的声发射监测

为了实现金刚石砂轮磨削加工金刚石滚轮过程的自动化,需要对磨削接触状态进行准确识别。由于磨削过程中材料去除率较小导致声发射信号幅值变化不显著,仅用有效值对磨削接触状态识别的准确性受噪声影响很大。针对此问题,通过模态分解和相关性分析相结合的方法对采集的声发射信号进行处理,再计算各分量的有效值和方差值完成特征提取,最后利用支持向量机对磨削接触状态进行识别。实际应用发现:该方法对滚轮的磨削接触状识别准确率达到了98.3%,准确实现了对磨削接触状态的识别。

基于力信号的砂轮磨削状态在线监测研究

磨削过程监控是实现磨削加工智能化与保证制造质量的关键.磨削力是磨削加工过程中一个重要的伴随信号特征,它直接跟砂轮磨损程度、磨削热、砂轮与工件接触状态等事件之间有着密切联系.为了提升微晶刚玉砂轮磨削齿轮工艺的精密化、自动化与智能化水平,开展砂轮磨削状态在线监测与砂轮磨损机制研究,建立磨削力时频两域信号与砂轮–工件接触状态、砂轮磨损程度事件之间的内在关联,提出一种基于实时力信号的砂轮磨削状态的在线监测新方法.同时,采用激光共聚焦显微镜与扫描电镜表征分析了微晶刚玉砂轮形貌蕴含的磨损机理.研究表明,磨削力时域波谱的峭度、波形指标、峰值指标、脉冲指标等波形特征指标分布规律呈现为变切深磨削状态≥显著磨损砂轮的稳态磨削状态≥轻度磨损砂轮的稳态磨削状态>未接触状态的鲜明态势.然而,磨削力幅频谱的峭度、脉冲指标两项波形特征值在不同磨削状态下的变化规律却与时域信号截然相反.砂轮工作表面三维粗糙度随磨损演变呈现出先略微减小后增大的变化规律,而微晶刚玉磨粒的聚微晶结构使其拥有沿微晶界面呈现逐层解理剥落的更新自锐能力.

工程陶瓷磨削过程的声发射在线监测研究进展

工程陶瓷作为典型的硬脆性材料,其加工主要通过超硬精细磨料的精密磨削及研磨实现。在线监测磨削过程从而及时调整工艺参数是保证工件表面质量、提高磨削加工效率的重要途径,声发射凭借灵敏度高、实时响应的特性在磨削过程监测中得到了广泛的应用。本文阐述了声发射技术的基本原理,总结了磨削过程中声发射监测常用的信号分析方法,综述了声发射技术应用于工程陶瓷磨削过程中砂轮磨损与修整监测、磨削烧伤监测、工件表面质量预测及智能磨削智能监控系统构建等领域的国内外研究进展,并结合当前现状与不足对未来声发射技术在磨削加工监测中的应用前景进行了展望,以期推动声发射技术在工程陶瓷磨削监测领域的应用扩展。

石墨粒度对超薄砂轮切割性能影响的研究

添加石墨有助于提高金属结合剂砂轮的自锐性。为了研究不同粒度的石墨对金属结合剂超薄砂轮切割性能的影响,在DISCO3350划片机上,采用切割实验的方法,测试了砂轮切割过程中的电流大小、工件崩口大小、砂轮侧面出刃高度及耐磨性。通过实验发现,添加石墨以后,砂轮的切割电流、工件崩口、侧面出刃高度及耐磨性均有所降低。随着石墨粒度的增加,切割电流逐渐减小,工件崩口变化不大,砂轮侧面出刃高度总体趋于增加,砂轮耐磨性逐渐提高。

基于声发射信号的砂轮钝化在线检测方法

提出了一种基于声发射信号的砂轮钝化在线检测方法,该方法利用BP神经网络建立磨削声发射(AE)信号幅值变化特征量与砂轮钝化状况之间的非线性关系模型,并利用实验数据对该模型进行训练测试,训练获得的模型可用于在线检测小批量、多品种磨削条件下砂轮的钝化状况。实验结果表明,该方法能够准确地在线检测砂轮的钝化程度,具有很高的实用价值。

金刚石砂轮切割工程陶瓷时工艺参数对砂轮寿命的影响

研究了金刚石砂轮切割工程陶瓷时各工艺参数对砂轮径向磨损量的影响 ,通过正交试验 ,发现各工艺参数对径向磨损量影响的主次顺序为

耐热酚醛树脂金刚石砂轮的磨削性能研究

文章研究了耐热酚醛树脂和"2123"酚醛树脂作为金刚石砂轮结合剂的耐磨情况。磨削试验结果表明:耐热酚醛树脂粉制作的金刚石砂轮具有较好的耐磨性,所加工工件的表面质量优良。通过热性能、力学性能测试和磨削表面分析,找出了两种树脂砂轮耐磨性和磨削效率存在差异的原因,树脂耐热温度的高低、韧性直接影响砂轮的耐磨性;树脂的硬度对砂轮的磨削效率有影响。

基于神经网络的磨削砂轮状态的在线监测

利用声发射 (AE)传感器和功率传感器为信号源 ,固定时间间隔内的声发射信号幅值增量累加及砂轮碰撞破碎时电机功率信号的陡变为砂轮状态识别的特征值 ,应用BP神经网络建立信号特征值与砂轮状态之间的非线性关系模型 ,可以为小批量、多品种产品磨削加工中砂轮状态的智能化在线监测提供准确有效的途径·测试结果证明了该系统的可行性 ,为磨削加工实现智能控制奠定了基础 。

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。

钎焊金刚石砂轮高速磨削氧化铝陶瓷的磨损特征

利用真空炉中钎焊工艺制作了钎焊金刚石砂轮,并对氧化铝陶瓷进行高速磨削的磨损研究。实验中,监测了磨削过程中每道磨削的磨削力特征,观察和统计了不同磨削阶段的砂轮表面磨粒磨损状态及变化情况,同时测量了磨粒的出刃高度。结果表明:在高的砂轮线速度和高的材料磨除率下,容易造成大量的磨粒断裂和完全破碎。仅有1.23%的金刚石磨粒是经历"完整-磨平-微破碎-半破碎-断裂(全破)"的失效过程,即磨粒理想的失效路径。通过对钎焊工艺、磨粒承受的载荷以及砂轮表面磨粒浓度和排布方式等因素的分析,阐明了文中钎焊金刚石砂轮中磨粒失效的原因。

基于小波分析和GA-SVM的金刚石砂轮磨损的声发射监测研究

针对工程陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损状态判别准确度不高的问题,在部分稳定氧化锆陶瓷金刚石砂轮精密磨削的声发射智能监测实验中,在深入研究部分稳定氧化锆陶瓷磨削机理的基础上,对磨削声发射信号进行了5层离散小波分解。研究结果表明:金刚石砂轮磨损后,磨削声发射信号小波分解系数的有效值和方差,以及声发射信号小波能谱系数在低频率段都有所增大;利用部分稳定氧化锆磨削声发射信号的小波能谱系数或小波分解系数的有效值和方差值的组合,作为判别金刚石砂轮磨损状态的特征值,采用基于遗传算法支持向量机对金刚石砂轮的磨损状态判别准确度达100%,判别准确度明显优于BP神经网络方法。

基于小波网络的砂轮状态监测方法

提出了一种基于小波神经网络和模糊控制的砂轮状态在线监测方法 ,该方法通过提取磨削加工过程中有关砂轮状态的声发射信号和功率信号 ,利用小波神经网络 ,实现砂轮状态的在线智能化监测 ;针对多输入输出带来的网络规模增大、收敛速度缓慢等问题 ,提出采用尺度参数的自适应调整法及平移参数的寻优搜索法 ,寻找最优小波基元 ,同时采用模糊自适应BP算法对训练速率系数 η和惯性系数α进行在线调整 ,从而简化了小波网络 ,减少了学习次数 ,加快了网络的收敛速度 。

氧化铝陶瓷磨削金刚石砂轮磨损的声发射监测

阐述了声发射监测工程陶瓷磨削的研究进展,发现目前对金刚石砂轮磨损监测研究基本上是选取声发射信号均方根(即有效值)进行分析,且金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率不高.为提高金刚石砂轮磨损状态的声发射监测准确率,设计了氧化铝陶瓷磨削声发射实验,并采用支持向量机建立金刚石砂轮磨损状态的分类模型.分析发现氧化铝陶瓷精密磨削中声发射信号最强频谱能量在30~40kHz频段.金刚石砂轮轻度磨损、严重磨损钝化和修锐之后的磨削声发射信号频谱有明显不同;而且磨削声发射信号小波分解系数的方差值能够很好地反映金刚石砂轮磨损状态.结果表明采用磨削声发射信号的小波分解系数方差作为支持向量机判别金刚石砂轮磨损状态的输入特征,金刚石砂轮磨损状态分类测试的准确率达100%.

基于声发射监测的砂轮磨损实验

难加工材料的高硬度和高耐磨性使得磨削加工过程中砂轮的损耗变快,目前主要依靠经验判断砂轮的修整和更换周期,很有可能导致修整不及时的情况发生.本文用声发射信号和磨削力信号共同精确监测砂轮磨损状态,通过分析不同磨损状态的砂轮磨削时对应的声发射信号的特征参数以及磨削力和磨削力比的变化情况,综合判断了实验过程中砂轮的磨损状态.结果表明:声发射信号特征参数都与砂轮磨损状态有一定相关性,且磨削力比与砂轮磨损程度的相关性最大,证明了声发射监测技术在砂轮修整中的有效性,为实际生产加工提供了理论指导.

基于实时监控的金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花精密整形

采用金属结合剂超微细粒度超硬磨料砂轮实现硬脆材料的ELID(ElectrolyticIn -processDressing在线电解修整 )精密与超精密磨削是一项加工新技术。金属结合剂砂轮具有很高的强度、硬度及良好的耐磨性 ,但修整困难。与普通磨削砂轮不同 ,金属结合剂金刚石微粉砂轮的修整分为整形和修锐两个阶段。本文开发了基于组态软件LabVIEW的数据采集系统 ,研究了基于实时监控的金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花精密整形技术。结果表明砂轮旋转周期中的放电电流曲线是否呈现局部放电特征可以作为新设定电参数是否具有加工能力的判据。砂轮整形过程中的放电电流曲线是否达到平滑 ,即是否出现周圈放电现象可以作为其是否还具有整形能力的判据。对于圆跳小于 10 μm砂轮精密整形来说 ,仅靠观察火花状况实施进给难以避免空载、拉弧甚至短路现象。通过整形电流波形的实时监控不仅可以方便地获取有效加工电规准 ,而且很容易避免极间短路现象、鉴别非正常工作状态。金属结合剂微粉砂轮的整形精度和效率不仅与电规准有关 ,而且受到电极形状、工作液的绝缘性能及最小进给量值的影响。实验表明以电解液作为工作液、采用平面电极 ,选定合适的电规准 ,W 10微粉金刚石砂轮最终的整形精度可达到圆跳小于 2 μm、锥度误差在 1μm以内 ,

SiC颗粒增强铝基复合材料磨削中砂轮磨损与加工质量研究

颗粒增强铝基复合材料是一种典型的难加工材料。我们对电镀金刚石砂轮平面磨削加工SiC颗粒增强铝基复合材料的加工表面质量进行了实验研究。结果表明，在主轴转速为6000r／min、进给速度为300mm／min、磨削深度为0．05mm的条件下，走刀长度达到30m时砂轮直径磨损量为0．11mm，在实验所采用的加工参数条件下表面粗糙度达到Ra0．57—1．12μm，加工表面质量较高。文中还对电镀金刚石砂轮的磨损形式、磨损机理以及砂轮的修整进行了分析与介绍。

磨削加工对象多变时砂轮状态在线监测方法

在磨削加工对象频繁更换的情况下 ,工件的材料、加工要求、磨削条件和磨削参数经常变化 ,使声发射信号的信息也随之发生变化 ,为此提出基于声发射信号多变情况下的归原处理法 ,用于多变磨削加工环境下砂轮状态的在线监测。

轧辊磨削过程中砂轮磨损对比与功率监测

为解决磨削大型零件时进刀不均匀、效率低的问题,以轧辊磨削为例,对比CBN砂轮和氧化铝砂轮的主轴功率和加工性能。发现:由于砂轮磨损,轧辊磨削的效率及尺寸精度低;相同条件下,树脂结合剂CBN砂轮的效率比氧化铝砂轮高150%;去除同样轧辊材料时,CBN砂轮的磨损量最多是氧化铝砂轮的1/9。CBN砂轮由于磨粒硬度高、把持力强,可以改善大型零件加工时进刀不均匀、效率低的情况。

基于EMD的金刚石砂轮磨损状态声发射监测

针对磨削金刚石砂轮磨损状态声发射信号小波分析中存在的问题,根据工程陶瓷部分稳定氧化锆磨削过程中声发射信号非线性非平稳性的特点,采用经验模态分解方法将磨削声发射信号分解为多个平稳的固有模态函数之和,并提取其有效值、方差和能量系数等特征值.在磨削金刚石砂轮从轻度磨损状态转变为严重磨损状态时,固有模态函数的有效值(IMFrms)和方差(IMFvar)增大,而能量系数(IMFpe)发生明显的变化;将其做为最小二乘支持向量机的输入参数,对金刚石砂轮的轻度磨损状态和严重磨损状态成功地进行了智能监测.