声发射技术在磨削接触状态检测中的应用研究
(1.装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072；2.装甲兵工程学院再制造工程系北京lO0072)
关键词 声发射 磨削状态 有效值 频率分析
Research on the Grinding Contact State Based on Acoustic Emission Signal
Zhang Jiaying Hu Xiaoyuan Hu Zhongxiang Teng Jiaxu
(National Defense Key Laboratory for Remanufacturing Technology,Academy ofArmored Force Engineering, Bejing 10027 China)
Abstract :This paper designs a grinding contact probe unit for detecting the variation of AE at the moment of contact between the grinding wheel and work piece. It can monitor in time and accurately the characteristics of thecontact through the changes of RMS (Root-Mean-Square) and the responding frequency. The experiment showsthat the contact process needs 0.5~ 1.Sus; the probe unit can increase sensitivity and response speed, the testresult is convenient and direct-viewing.
Key words：AE (acoustic emission)；grinding contact； RMS； Frequency
1 引 言
2基于声发射信号的磨削接触状态检测系统
在磨削加工中，当砂轮与工件接触时，由于砂粒与工件摩擦和金属变形剥落产生强烈的高频声发射信号，其频率在50KHz~1MHz，信号的时域和频域结构与砂轮和工件的状态、砂轮表面形貌和磨削过程有关。各种各样的源信号例如磨削力、温度、超声以及声发射等都可以作为监测磨削过程的于段。在这些方法之中，声发射是最敏感的信号，而且它的信号频率范围远远超过机械振动并避开了电气的高频噪声，从而易于滤掉噪声而得到有用信号，使得信号处理方便[2]。系统组成如图1所示。传感器固定在磁力工作台上，AE信号经前置放大器放大后，通过数据采集卡传输到计算机中通过虚拟仪器面板进行分析处理，为监测接触状态提供依据，并根据需要并可根据需要将所需的信号保存，以便进行离线分析。
磨削试验是在平面数控磨床ZMZ-40A上进行的，工件材料为45#钢；砂轮材料为碳化硅，宽25mm，直径40mm；6％的乳化冷却液：声耦合剂为黄油，用于增强声发射信号的传输效果；采样率为2×106，采样点数为1000点；数据采集卡模拟输入分辨率为12位，最大采样率为20MHz；前置放大器的增益为60dB；声发射传感器为SRW型，频率带宽为50～800kHz，灵敏度>-53dB。砂轮转速为15～30m，S，进给速度50~110mrIl，min，切削深度为0.02-0.06mm。
