基于磨削温度的砂轮磨损状态在线监测技术研究
发布时间：2021-01-22 03:50
磨削是精密高效加工的一种重要方法,其使用的砂轮通过修锐后,磨粒微刃十分锋利,切削性能良好。但随着砂轮磨削时间的增加,砂轮会出现磨屑堵塞、磨粒微破碎、磨粒磨损和磨粒脱落等现象。这些现象相互叠加的综合作用,使得磨削力增大、磨削温度升高,甚至发生工件表面烧伤和磨削应力增大等磨削缺陷。如果砂轮磨钝后依旧处在工作状态,将影响工件质量和磨削效率;而过早对砂轮修锐处理,又会造成生产成本的增加。因此在线进行砂轮磨损状态的监测,及时提醒砂轮修锐或者更换砂轮具有重要的意义。本文以铬刚玉砂轮作为研究对象,通过检测磨削过程的各种信号来分析砂轮磨损状态,并根据采样块（Cr12）采样的磨削温度确定出砂轮磨钝时的温度阀值,同时探究了磨削温度高速采集工艺。为了适应工厂应用,设计了一款低成本的温度采集装置。研究的主要成果包括以下四个部分:（1）借助标记手段进行了砂轮局部形貌的在位跟踪,探究了工件材料累积去除体积对砂轮表面磨损程度的影响,以及砂轮磨损程度对工件表面质量、采样磨削力和采样磨削温度的影响。在磨削参数vs=30 m/s,vw=200 mm/s,ap
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
砂轮的磨损形式
第一章绪论3（a）磨粒脱落（b）微破碎（c）大块破碎（d）堵塞粘着图1.2棕刚玉砂轮的磨损形式Fig.1.2Thewearformsofbrowncorundumwheel砂轮磨损程度增加会造成被磨削工件表面纹理和表面力学性能发生改变。工件表面纹理涉及到粗糙度、波纹度、表面缺陷等，表面力学性能涉及到氧化、加工硬化、磨削烧伤、残余应力等，如图1.3所示[12]。较大的粗糙度和波纹度会影响工件的运动精度、增加振动、降低工件耐磨性和耐疲劳强度。工件表面力学性能发生改变后，不仅对工件的耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力产生影响，还会导致工件尺寸不稳定[13]。例如南京航空航天大学的李峰研究了砂轮磨削过程中的磨损情况，当砂轮单位宽度上工件材料去除总量达到3800mm3/mm时，由于砂轮磨损严重，加工工件质量降低，出现振纹和烧伤缺陷[14]。另外由于砂轮出现钝化，还会造成砂轮磨削效率的降低。图1.3工件质量特征示意图Fig.1.3Schematicofsurfaceintegrityevaluationsystem因此，当砂轮磨损严重时，需要对砂轮进行修锐处理，以改善砂轮的磨削性能。以往工作中，大多是根据经验定时修整或修锐砂轮，但这样做法比较盲目[15]。因为如果频繁修整会缩短砂轮使用寿命和降低加工效率，而砂轮磨钝已超过极限还在使用又会引起工件质量问题[16]。据学者统计，由于刀具磨损需要进行刀具更换的时间占用全部停机时间的20%。但是如果引入监测系统，就能
第一章绪论3（a）磨粒脱落（b）微破碎（c）大块破碎（d）堵塞粘着图1.2棕刚玉砂轮的磨损形式Fig.1.2Thewearformsofbrowncorundumwheel砂轮磨损程度增加会造成被磨削工件表面纹理和表面力学性能发生改变。工件表面纹理涉及到粗糙度、波纹度、表面缺陷等，表面力学性能涉及到氧化、加工硬化、磨削烧伤、残余应力等，如图1.3所示[12]。较大的粗糙度和波纹度会影响工件的运动精度、增加振动、降低工件耐磨性和耐疲劳强度。工件表面力学性能发生改变后，不仅对工件的耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力产生影响，还会导致工件尺寸不稳定[13]。例如南京航空航天大学的李峰研究了砂轮磨削过程中的磨损情况，当砂轮单位宽度上工件材料去除总量达到3800mm3/mm时，由于砂轮磨损严重，加工工件质量降低，出现振纹和烧伤缺陷[14]。另外由于砂轮出现钝化，还会造成砂轮磨削效率的降低。图1.3工件质量特征示意图Fig.1.3Schematicofsurfaceintegrityevaluationsystem因此，当砂轮磨损严重时，需要对砂轮进行修锐处理，以改善砂轮的磨削性能。以往工作中，大多是根据经验定时修整或修锐砂轮，但这样做法比较盲目[15]。因为如果频繁修整会缩短砂轮使用寿命和降低加工效率，而砂轮磨钝已超过极限还在使用又会引起工件质量问题[16]。据学者统计，由于刀具磨损需要进行刀具更换的时间占用全部停机时间的20%。但是如果引入监测系统，就能
本文编号：2992494
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
砂轮的磨损形式
第一章绪论3（a）磨粒脱落（b）微破碎（c）大块破碎（d）堵塞粘着图1.2棕刚玉砂轮的磨损形式Fig.1.2Thewearformsofbrowncorundumwheel砂轮磨损程度增加会造成被磨削工件表面纹理和表面力学性能发生改变。工件表面纹理涉及到粗糙度、波纹度、表面缺陷等，表面力学性能涉及到氧化、加工硬化、磨削烧伤、残余应力等，如图1.3所示[12]。较大的粗糙度和波纹度会影响工件的运动精度、增加振动、降低工件耐磨性和耐疲劳强度。工件表面力学性能发生改变后，不仅对工件的耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力产生影响，还会导致工件尺寸不稳定[13]。例如南京航空航天大学的李峰研究了砂轮磨削过程中的磨损情况，当砂轮单位宽度上工件材料去除总量达到3800mm3/mm时，由于砂轮磨损严重，加工工件质量降低，出现振纹和烧伤缺陷[14]。另外由于砂轮出现钝化，还会造成砂轮磨削效率的降低。图1.3工件质量特征示意图Fig.1.3Schematicofsurfaceintegrityevaluationsystem因此，当砂轮磨损严重时，需要对砂轮进行修锐处理，以改善砂轮的磨削性能。以往工作中，大多是根据经验定时修整或修锐砂轮，但这样做法比较盲目[15]。因为如果频繁修整会缩短砂轮使用寿命和降低加工效率，而砂轮磨钝已超过极限还在使用又会引起工件质量问题[16]。据学者统计，由于刀具磨损需要进行刀具更换的时间占用全部停机时间的20%。但是如果引入监测系统，就能
第一章绪论3（a）磨粒脱落（b）微破碎（c）大块破碎（d）堵塞粘着图1.2棕刚玉砂轮的磨损形式Fig.1.2Thewearformsofbrowncorundumwheel砂轮磨损程度增加会造成被磨削工件表面纹理和表面力学性能发生改变。工件表面纹理涉及到粗糙度、波纹度、表面缺陷等，表面力学性能涉及到氧化、加工硬化、磨削烧伤、残余应力等，如图1.3所示[12]。较大的粗糙度和波纹度会影响工件的运动精度、增加振动、降低工件耐磨性和耐疲劳强度。工件表面力学性能发生改变后，不仅对工件的耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力产生影响，还会导致工件尺寸不稳定[13]。例如南京航空航天大学的李峰研究了砂轮磨削过程中的磨损情况，当砂轮单位宽度上工件材料去除总量达到3800mm3/mm时，由于砂轮磨损严重，加工工件质量降低，出现振纹和烧伤缺陷[14]。另外由于砂轮出现钝化，还会造成砂轮磨削效率的降低。图1.3工件质量特征示意图Fig.1.3Schematicofsurfaceintegrityevaluationsystem因此，当砂轮磨损严重时，需要对砂轮进行修锐处理，以改善砂轮的磨削性能。以往工作中，大多是根据经验定时修整或修锐砂轮，但这样做法比较盲目[15]。因为如果频繁修整会缩短砂轮使用寿命和降低加工效率，而砂轮磨钝已超过极限还在使用又会引起工件质量问题[16]。据学者统计，由于刀具磨损需要进行刀具更换的时间占用全部停机时间的20%。但是如果引入监测系统，就能
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