磨削表面粗糙度在线检测方法的实验研究
刘贵杰
摘要:在理论分析和实验研究的基础上,提出了一种在线检测磨削表面粗糙度的新方法，该方法利用声发射(AE)传感器探头与磨削表面摩擦产生的AE信号在线检测磨削表面粗糙度。并通过实际跟踪测试证明了该方法的可行性。
关键词:磨削表面粗糙度 AE信号 在线检测
中图分类号:TG580.23+9 文献标识码:A 文章编号: 1000-4998(2003)05-0053-02
磨削往往是工件机械加工过程的最后阶段,它决定工件的最终质量，目前,工件表面粗糙度仍然采用离线测量的方法，由于不能及时发现加工过程中表面粗糙度的恶化,经常会导致废品出现,这已成为阻碍机械加工高度自动化、智能化的瓶颈。现有大多数评估表面粗糙度的标准方法不能用于在线检测[1]。因此，目前与现代机械发展有关的研究大都定位在连续性在线检测技术的开发上,以便能够及时检测出初期的恶化情况,:在发生致命损坏之前采取补救措施[2]。作者借助摩擦声发射原理,提出了一种用于在线检测磨削表面粗糙度的方法。
1原理分析
摩擦是一种复杂的现象，它受多种因素的综合影响，这些因素主要有:粘附、粗糙变形、硬粗糙的耕犁，以及参与摩擦部分的磨损。表面相互拖拉时，粗糙接触区应力分布变化产生的瞬间应力波，称之为声发射(Acoustie Emission, 简称AE)[3]。产生的应力波通过材料传播，呈现随机特征，可由连续随机AE信号来描述,并能通过合适的AE传感器检测到[4]。表面粗糙度值越大，其波峰值也越大，在同样大小的压力作用下，产生的弹性变形和塑性变形也越严重,摩擦过程发出的弹性应力波强度也会增大。因此,如果在声发射信号某特征值与磨削表面粗糙度之间建立起映射联系,就要通过在线检测到的AE信号特征对磨削表面粗糙度进行连续在线评估。E. SUSIC和I. GRABEC[5]建立了一套信息处理系统,利用该系统可直接在线获取摩擦发生的AE信号,以此对表面粗糙度进行评估。通过探针对圆形钢板上摩擦对这一想法进行了验证,结果表明识别可靠性大于94%。作者认为如果将这一想法用于磨削表面的在线检测，会收到同样的效果。
