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基于声发射监测的砂轮磨损实验

东北大学学报（自然科学版） 2022年第8期43卷 1127-1133页

作者：尹国强王东关云匀王佳辉东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室辽宁沈阳110016

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... 详细信息

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.

关键词：难加工材料磨削加工声发射砂轮磨损监测

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基于工件轮廓图像的砂轮磨损在线检测方法

上海交通大学学报 2021年第3期55卷 221-228页

作者：牛牧许黎明赵达范帆上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

研究一种基于机器视觉的砂轮磨损在线检测和补偿方法,介绍基于工件局部轮廓图像的砂轮磨损在线检测原理,分析了由砂轮磨损引起的轮廓误差在线补偿方法.在此基础上,在所开发的复杂轮廓磨削平台上进行了试验研究.研究结果表明:所提出的砂... 详细信息

研究一种基于机器视觉的砂轮磨损在线检测和补偿方法,介绍基于工件局部轮廓图像的砂轮磨损在线检测原理,分析了由砂轮磨损引起的轮廓误差在线补偿方法.在此基础上,在所开发的复杂轮廓磨削平台上进行了试验研究.研究结果表明:所提出的砂轮磨损检测和误差补偿方法可以有效地进行实时在线检测砂轮的磨损程度,并能补偿主要由砂轮磨损引起的轮廓加工误差,提高工件的加工精度,为砂轮磨损的在线检测以及砂轮修整预报提供了一种新的方法.

关键词：曲线磨削砂轮磨损机器视觉磨损检测误差补偿

快速点磨削侧边接触层模型及CBN砂轮磨损特性

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机械工程学报 2010年第3期46卷 187-192页

作者：修世超蔡光起东北大学机械工程与自动化学院沈阳110004

根据点磨削原理和技术特征,讨论薄层CBN砂轮侧边实际接触区在材料去除过程中的作用,建立快速点磨削侧边接触区几何模型,对侧边接触区工件等效直径、几何与动态接触弧长、单颗磨粒切削深度、平均切屑断面积等接触层参数进行数学建模与解... 详细信息

根据点磨削原理和技术特征,讨论薄层CBN砂轮侧边实际接触区在材料去除过程中的作用,建立快速点磨削侧边接触区几何模型,对侧边接触区工件等效直径、几何与动态接触弧长、单颗磨粒切削深度、平均切屑断面积等接触层参数进行数学建模与解析。结合快速点磨削加工试验研究结果,分析侧边接触层参数对快速点磨削过程的影响机理及薄层CBN点磨削砂轮的磨损特征及规律。结果表明,点磨削过程中材料的去除主要是在侧边接触区内完成,薄层CBN点磨削砂轮的最大磨损速率发生在砂轮侧边最大直径处。

关键词：快速点磨削侧边接触层模型磨削试验砂轮磨损

SG砂轮磨削镍基合金GH4169砂轮磨损机理与磨削性能的实验评价

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表面技术 2021年第12期50卷 62-70页

作者：黄保腾张彦彬王晓铭陈云曹华军刘波聂晓霖李长河青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 成都工具研究所有限公司成都610500 重庆大学机械工程学院重庆400044 四川明日宇航工业有限责任公司四川什邡618400 南京科润工业介质股份有限公司南京211106

目的减少磨削镍基合金GH4169过程中砂轮磨损和堵塞现象,提高工件表面质量。方法采用WA和SG砂轮磨削镍基合金GH4169,通过观察磨削前后砂轮表面微观形貌,研究两种砂轮表面材料粘附、堵塞以及磨粒破碎等主要磨损机制。从磨削力、工件表面... 详细信息

目的减少磨削镍基合金GH4169过程中砂轮磨损和堵塞现象,提高工件表面质量。方法采用WA和SG砂轮磨削镍基合金GH4169,通过观察磨削前后砂轮表面微观形貌,研究两种砂轮表面材料粘附、堵塞以及磨粒破碎等主要磨损机制。从磨削力、工件表面形貌、磨削比能3个方面评价两种砂轮的磨削性能,并探究磨削参数对砂轮磨削力、工件表面形貌、磨削比能的影响规律。结果在去除相同体积材料时,SG砂轮的磨削力较小,所消耗的能量较WA砂轮低21.5%,SG砂轮所加工工件表面的粗糙度明显低于WA砂轮所加工工件表面的粗糙度,两者表面粗糙度差值均在1μm以上。SG砂轮表面材料粘附现象较轻,WA砂轮表面出现了大面积的材料粘附,造成了砂轮堵塞。结论 SG磨粒因内部致密的微小晶粒所决定的微破碎机制,使SG砂轮在磨削镍基合金GH4169过程中保持了锋利的磨削刃,减少了砂轮表面的材料粘附,同时也获得了良好的工件表面质量。另外,SG磨粒较WA磨粒具有更佳的力学性能,使其在去除相同体积材料时所消耗的能量更少。

关键词： SG砂轮镍基合金GH4169 磨削砂轮磨损微观形貌

SiC_(f)/SiC复合材料超声辅助干式侧磨砂轮磨损研究

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机械工程学报 2022年第15期58卷 134-143页

作者：董志刚马槐遥康仁科杨峰鲍岩大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室大连116024

研究SiC_(f)/SiC复合材料超声辅助干式侧磨砂轮磨损,为SiC_(f)/SiC复合材料超声磨削加工提供理论与技术支持。开展SiC_(f)/SiC复合材料超声辅助干式侧磨砂轮磨损实验,研究超声振动对砂轮磨损的影响,对砂轮表面进行追踪观测和微观分析,... 详细信息

研究SiC_(f)/SiC复合材料超声辅助干式侧磨砂轮磨损,为SiC_(f)/SiC复合材料超声磨削加工提供理论与技术支持。开展SiC_(f)/SiC复合材料超声辅助干式侧磨砂轮磨损实验,研究超声振动对砂轮磨损的影响,对砂轮表面进行追踪观测和微观分析,提取磨粒磨损特征,揭示砂轮磨损机制;统计磨粒磨损平面面积,掌握砂轮磨损规律;分析砂轮磨损和超声振动对磨削力、材料去除率和表面粗糙度的影响。研究表明:在普通干式侧磨和超声辅助干式侧磨加工中,砂轮磨损均以磨耗磨损为主,都会形成粗糙与平整的磨损平面。超声振动引入后,断裂磨损增多,包括磨粒断裂与磨粒脱落现象;磨屑堵塞较少,但是会产生较大的磨粒磨损平面;磨粒磨损引起的砂轮直径减小更明显,磨削力略微上升,材料去除率降低;工件表面粗糙度显著降低,表面粗糙度Sa值最大可以降低约30%。

关键词： SiC_(f)/SiC 陶瓷基复合材料超声辅助磨削砂轮磨损

超声椭圆振动磨削SiC陶瓷的砂轮磨损与磨削性能研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 57-74页

作者：殷振张坤戴晨伟程敬彩徐海龙李华苏州科技大学机械工程学院苏州215009 苏州科技大学苏州市精密与高效加工技术重点实验室苏州215009

为探究超声椭圆振动磨削下砂轮磨损机制及其磨削性能,选用SiC陶瓷为加工对象,分别开展普通磨削(Conventional grinding, CG)、超声椭圆振动磨削(Elliptical ultrasonic vibration assisted grinding, EUVAG)的砂轮磨损试验。首先,利用... 详细信息

为探究超声椭圆振动磨削下砂轮磨损机制及其磨削性能,选用SiC陶瓷为加工对象,分别开展普通磨削(Conventional grinding, CG)、超声椭圆振动磨削(Elliptical ultrasonic vibration assisted grinding, EUVAG)的砂轮磨损试验。首先,利用超景深显微镜追踪观测砂轮表面微观形貌,并表征磨粒磨损形式,包括统计分析磨粒磨耗平台面积、磨粒出刃高度等,从而揭示超声椭圆振动对砂轮磨损机理的影响;其次,分析砂轮磨损对磨削过程(磨削力、比能和材料去除率)和工件表面质量(表面粗糙度、微观形貌)的影响规律,以及不同磨损状态下砂轮主要磨削性能随加工参数的变化规律。研究表明:相比CG,EUVAG能够减少磨粒大破碎和脱落比例、增大磨耗平台面积、延缓磨粒出刃高度下降速度;随着磨损状态的增加,两种磨削方式的磨削力总体上呈先快速增长、后波动性起伏、再小幅度下降趋势;超声椭圆振动的引入可显著降低磨削比能(es),且稳定磨损阶段的降低幅度范围为12.4%~34.0%;不论CG还是EUVAG,材料去除率均随磨损状态的增加而先增长、后减小,且EUVAG在磨损状态4时,材料去除率取得最佳值38.2×10^(6)μm^(3)/mm·s;在稳定磨削阶段,两种磨削方式的划痕表面均以脆性断裂为主,但施加超声椭圆振动有助于形成延性光滑平面。此外,总体上,较高磨削速度、较低进给速度更有利于降低磨削力;在各磨损状态下,提高磨削速度是降低表面粗糙度的直接手段,但不同磨损状态下获取最低表面粗糙度的进给速度不同。

关键词：超声椭圆振动磨削 SiC 砂轮磨损磨削力工件表面质量

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磨削过程信号监测与砂轮磨损预测模型构建

上海交通大学学报 2019年第12期53卷 1475-1481页

作者：郭维诚李蓓智杨建国周勤之东华大学机械工程学院

针对磨削过程中砂轮磨损难以直接监测的问题,提出了基于多特征优化融合的随机森林(MFOF-RF)算法,以实现砂轮磨损的准确预测.对外圆纵向磨削中采集的功率、加速度和声发射信号进行预处理和特征提取,获得平均值、有效值以及峰值频率等多... 详细信息

针对磨削过程中砂轮磨损难以直接监测的问题,提出了基于多特征优化融合的随机森林(MFOF-RF)算法,以实现砂轮磨损的准确预测.对外圆纵向磨削中采集的功率、加速度和声发射信号进行预处理和特征提取,获得平均值、有效值以及峰值频率等多个时域和频域信号特征.以统计学指标为评价标准,对预测模型的参数进行调优,确定了最佳的砂轮磨损信号特征组合.结果表明,相比于使用单一特征预测砂轮磨损,MFOF-RF模型提高了信号特征与砂轮磨损的相关程度,预测误差降低了30%以上.

关键词：砂轮磨损多特征优化融合特征选择随机森林

钨合金精密磨削砂轮磨损及对表面质量的影响机制

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 82-89页

作者：李干康仁科董志刚王浩王中旺鲍岩大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合... 详细信息

为了满足钨合金零件的高精度和高完整性表面加工需求,实现钨合金磨削质量的控制和加工工艺的优化,通过分析砂轮磨粒种类和结合剂类型对砂轮磨损形式的关系,明确了超硬磨料砂轮在钨合金磨削加工中的优势.研究了磨粒粒度和磨削参数对钨合金磨削加工质量的影响规律,为制定合理的磨削工艺提供依据.通过磨削试验获得钨合金高精度和高完整性表面磨削加工工艺.研究结果表明,钨合金磨削过程中砂轮易磨损,超硬磨料砂轮更适合钨合金的磨削加工.金属结合剂金刚石砂轮在钨合金磨削加工的表面质量和加工精度方面表现出优越性.通过改进磨削参数,钨合金精密磨削后表面粗糙度可达18.9nm,实现了镜面磨削效果.

关键词：磨削加工表面粗糙度钨合金砂轮磨损磨削参数

基于信息融合的精密磨削砂轮磨损状态在线识别方法研究

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机械强度 2013年第6期35卷 737-742页

作者：毕果郭隐彪韩伟厦门大学物理与机电工程学院微纳米加工与检测联合实验室福建厦门361005

高质量非球面光学元件批量制造是目前精密磨削技术力求实现的目标。为了提高非球面光学元件精密磨削的加工效率,必须在加工过程中动态识别砂轮磨损状态,在砂轮接近或达到寿命周期时对其进行修整。寻求一种经济可行的方式,实现砂轮寿命... 详细信息

高质量非球面光学元件批量制造是目前精密磨削技术力求实现的目标。为了提高非球面光学元件精密磨削的加工效率,必须在加工过程中动态识别砂轮磨损状态,在砂轮接近或达到寿命周期时对其进行修整。寻求一种经济可行的方式,实现砂轮寿命周期在线评估,利用声发射、砂轮振动、磨削力等多种类型加工过程信号,提取和选择能够全面、灵敏反应砂轮磨损状态的特征,基于Dempster-Shafer证据理论,进行多源信息融合,实现精密磨削砂轮磨损状态在线识别。

关键词：砂轮磨损在线识别信息融合 D-S(Dempster-Shafer)证据理论精密磨削