数控磨削加工中砂轮磨损量的检测方法课程毕业设计外文文献翻译@中英文翻译@外文翻译

1 数控磨削加工中砂轮磨损量的检测方法 数控磨床在工件磨削过程中，不可避免的会产生砂轮的磨损现象，为了保证加工精度，需要及时地对砂轮的直径变化或磨损量进行检测。由于磨削加工是一种高精度的加工方法，限于较高测量精度的要求，目前还难以直接对砂轮的直径进行精密的在线测量。同样，由于砂轮表面砂粒的影响，对于砂轮磨损量的高精度检测也是一件困难的事情。因此，目前在数控磨床上还难以实现砂轮磨损的自动补偿。针对这种情况，本文结合数控曲轴磨削加工的研究，提出了一种基于声发射检测技术的砂轮磨损测量及误差补偿的方法。即利用安装在 砂轮架上的声发射传感器，测量砂轮相对于机床某一基准的相对位置，通过测量该相对位置的变化，间接地检测砂轮的磨损量 ,并将测量结果反馈至数控系统，从而实现砂轮磨损的自动补偿。 1 砂轮磨损量的检测方法 考虑到砂轮表面砂粒的影响以及加工环境的影响，采用激光测量等方法均难以实现砂轮磨损量的在线检测。近几年在磨削状态监控中，声发射技术已成为广泛采用的一种方法 1。切削过程中的声发射是重要的切削现象之一，所谓声发射现象是固体材料由于结构变化引起应变能的快速释放而产生的弹性波，简称在磨削加工中，当磨削加工处于一种稳定状态时， 号并不发生变化。只有当磨削状态发生变化时，声发射信号才随之发生变化。当砂轮与工件相靠近时，砂轮会有高频声发射信号产生，安装在砂轮架上的声发射传感器信号会明显增强，通过试验研究可以确定一个阈值，根据该阈值可以确定砂轮与工件的相对位置。基于该原理，考虑将声发射传感器安装在砂轮架上，用于测量砂轮磨削过程中的声发射信号。金刚石笔作为砂轮定位的基准，安装在磨床床身的某一位置，当需要测量砂轮的磨损量时，数控系统控制砂轮靠近金刚石笔，当砂轮接近金刚石笔时，声发射信号增 强，通过试验研究，可以确定一个判定砂轮与金刚石笔相对位置的阈值。当声发射信号超过预先设置的阈值时，由声发射信号处理装置向数控系统的 出开关量信号，机床数控系统则记录下当前砂轮的位置，并将砂轮的当前位置与以前的位置相比较，计算出砂轮磨损量的补偿值。进一步通过数控软件在数控系统中实现砂轮磨损的自动补偿。上述方法是否可行，主要取决于能否找到一个能够准确判断金刚石笔与砂轮相对位置的阈值，当砂轮没有磨损时，利用该阈值判断的金刚石笔与砂轮相对位置不应发生变化或具有很小的位置测量误差。为了说明这一问题，对砂轮磨损量 对加工误差的影响b(以此确定位置测量的允许误差 )以及所提出方法的位置测量精度进行了试验研 2 究。 2 试验研究 为了确定声发射技术应用于砂轮磨损量测量的测量精度，我们在瑞士 验时，将金刚石修整笔固定在磨床尾架上，砂轮的最小进给量 1 m，砂轮粒度为 80、中软、红刚玉、直径 300轮线速度为 45m/s，头架转速为 50r/发射信号监测系统选用美国许密特工业公司的 L 4200 4 型声发射控制机，其声发射信号工作频率范围为5050应时间小于 1验时，首先控制砂轮的进给运动，使其靠近金刚石修整笔，并在声发射控制机上设置一个阈值。然后将砂轮分别以 5 m、10 m、 15 m、 20 m 作为砂轮退刀量退回砂轮，再重新控制砂轮缓慢进给，靠近金刚石修整笔，直到声发射控制机监控屏幕上显示达到阈值，立即停止砂轮的进给，记录各次的进给量。以上试验过程不断重复，从而测量出声发射传感器测量金刚石修整笔与砂轮相对位置的重复测量精度。表 1 给出了试验结果。由表1 可知，误差值在 5 m 之间，其值小于允许的理论计算误差值 6 m。因此，本文所提出的方法可以用于砂轮磨 损量的检测。 表 1 金刚石修整笔与砂轮相对位置的测量误差 试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 退刀量 ( m) 5 5 5 5 5 5 5 10 10 10 10 10 10 10 进刀量 ( m) 5 6 7 8 5 5 5 10 11 12 10 10 11 10 误差 ( m) 0 1 2 3 0 0 0 0 1 2 0 0 1 0 试验次数 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 退刀量 ( m) 15 15 15 15 15 15 15 20 20 20 20 20 20 20 进刀量 ( m) 13 15 14 14 15 13 14 20 19 18 16 16 17 17 误差 ( m) 1 0 1 0 2 4 3 3 结论 本文基于声发射检测技术，给出了数控曲轴磨削砂轮磨损的间接检测方法，该方法同样适于平面磨削、外圆磨削等情况，其区别仅在于要求的检测精度不同。实际试验表明，所提出的方法检测误差在 5 m 之间，可以满足高精度磨削加工的需要 。 3 NC in of is by in to in a of to or is a to of it is to of of is a it is in NC to In a on of is on a of by in of of to 1. A of to of In a 1 . of is an of is by of to of by to E ( In in a AE in be a to on in to in of as a in of a 4 NC to a of a to is to of of in NC to of on to a of is of to of or a of a To on on of b (in to of 2. o we be in of m, 0, in 005m / s, 0r