采用声发射技术监测磨削工艺过程的一种方法
摘 要 为了优化和控制磨削工艺过程，有必要对砂轮的磨损状态和过程状态进行监测。在欧洲一个以此为目的的计划中．对磨削工艺过程中的声发射波进行了测量并且进行了高速3．5hⅡ赴范固的频率分析。单磨粒实验显示，在这些频率下，不同的磨损现皋可以由它们各自的声发射波特征采区分。然而，真实过程中，较高的磨粒的接触频率产生很强的叠加声发射波信号。本文提出了一种用于分离和描述几种不同的声发射源的方法。并对它们与物理运动的对应关系进行了进一步研究。
关键词 监测 声发射 磨削
磨削是一种复杂的机械过程，许多的切削边同时工作。它们形状不规则，并且磨损导致它们的几何形状、数目和在砂轮表面的凹凸分布在磨削过程中发生变化。但是密削可以获得最精密的工件和最好的袭面质量，并且它的材料切削率很高。然而，磨削工艺过程性能并不总能达到最优化的水平，这是由于我们对过程状态和加工时刀具的磨损认识不足。由于这些因素，对砂轮磨损的在线监测引起了许多研究者的兴趣。对磨削过程的测量和分折产生了声发射技术，这种适用于此种目的的技术在/2/，/3/，/6/，/9/，/11/里都有描述，它的基本的前提是：声发射波包含了所有关于磨削过程的微观结构现象和总的砂轮磨损的信息。声发射波较适于监测快速运动，例如与力的测量装置相比而言，并且声发射被常用于研究应力作用下的材料的显微裂纹/1，4，8／。总的来说，大多数以前对于声发射波的监测研究是以信号的统计分析来的。本文所研究发展的是对磨损的单磨粒接触进行分析和识别的方法。
本文的主要目的是证明用声发射技术监测磨削砂轮磨损的可行性。作为必要条件，传感器的带宽必须远大于1MHz以便适用于几百KHz的高磨粒接触频率。
1 方法与解法
1．1基本方法
对此项目的基本假设是在工件上每个单磨粒接触产生一个压力脉冲。脉冲的区别取决于磨粒是否磨损。这种想法目的是观察、识别和分析这种脉冲。正如普遍认同的那样，磨削砂轮的磨损包含有3种不同的现象/12/，它们中的每一种都在材料切削率的不同范围内虐主导作用：磨削磨粒磨损发生在切削率低时，磨粒断裂发生在中等材料切削率时，而整个磨粒的脱落(边界断裂)则发生在高材料切削率时。在任何材料切削率下，总的磨损都是由这些现象共同作用的。对声发射波的广泛文献调查揭示了瞬态声发射信号的声源可以进行区别/1/，/4/。这些声源都是特定地点的快速应力变化。应力脉冲响应、磨损可以通过它们的上升时间、持续时间和强度在时域内来描述。广为人知的声源是易碎材料的断裂和电荷放电/1/。破裂的上升对同取决于材料的性质，在易碎材料的突然失效中，破裂以声的速度传播。因此，磨削粒子(A1203)的断裂信号和结合物质(玻璃)的断裂信号有不同的上升时间，这就可以用来区别两种不同的磨损源。有的声发射信号如图1所示：单磨粒脉冲是磨粒对工件的影现象和工件材料断裂的结台(例如压痕破裂)。
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