第11期 2016年11月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)11=008804
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2016.11.024
三维形貌验证砂轮修整在线监测方法研究
*
李厦，武水旺
（上海理工大学机械工程学院，上海200093）
No.11 Nov.2016
摘要：为保证建立有效的砂轮修整在线监测系统，以达到高效节约地修整砂轮的效果，文章提出了利用砂轮表面三维形貌评价、验证砂轮修整在线监测系统适用性的方法。建立了氧化铝砂轮修整在线监测系统，系统经过学习可用于修整监测，采用激光位移传感器测量修整前后砂轮表面形貌，选用磨粒密度、锋利程度和表面孔隙率等参数表征砂轮表面形貌。结果表明：相同的修整参数下，监测与学习修整所得砂轮表面形貌的特征值差异小于5%；不同修整参数下，修整前后各特征值平均变化范国
为8.65%~16.27%，从而表明所建立的砂轮修整在线监测系统的良好适用性。关键词：氧化铝砂轮；修整；在线监测；砂轮形貌：表面孔隙率
中图分类号：TH166；TG506
文献标识码：A
Research on Evaluation of Grinding Wheel Dressing Online Monitoring Method
Based on Three Dimensional Topography Testification
LI Sha,WUShui-wang
( School of Mechanical Engineering, Univ of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093,China) Abstract: To ensure the effectiveness of the on-line monitoring system of wheel dressing and then dressing wheel efficiently and economically, In this paper, the method of evaluating the online monitoring system of the dressing of alumina grinding wheel based on acoustic emission is put forward. Firstly, an online monito-ring system of the dressing of grinding wheel was built and after the learn mode it can be applied. The laser displacement sensor was applied to measure thetopography before and after the dressing, then parameters- the density, sharpness of grit and the surface porosity were used to characterize the topography and then evaluate the effect of monitoring system. The feasibility of the online monitoring system of the dressing of grinding wheel was proved by the experiment results- the difference of parameters between after dressing excessively deliberately and that under monitoring was less than 5% and the parameters under different dressing conditions-mainly with different dressing parameters had average difference varied in a scope of 8. 65% ~ 16. 27% .
Key words: alumina grinding wheel; dressing; acoustic emission; topography of grinding wheel; surface porosity
0引言
磨削在机械加工中占据重要的地位，大多数精密
器械零件都需要经过磨削加工以获得良好的表面性能。砂轮表面形貌对于加工工件的表面粗糙度、残余应力状况等方面有着重要影响，为获得稳定的工件表面质量，要求在磨削过程中保证砂轮具有相对稳定的表面形貌和磨削性能。目前，在砂轮修整中主要采用人工经验法[3判断砂轮的磨钝、修整状况，不仅容易产生过多的修整量和较长的修整时间，而且获得的砂轮表面形貌难以评估，影响加工工件的精度和表面质量[4]。因此，建立有效的砂轮修整在线监测系统和验证方法对于节约砂轮材料，修整时间和获得确定的
收稿日期：2016-08-22；修回日期：201609-02
砂轮形貌、磨削性能具有重要意义。
声发射（AcousticEmission，AE）可以定义为物体
或材料内部迅速释放能量而产生瞬态弹性波的一种物理现象。磨削和修整过程中，声发射的产生来源有砂轮与工件弹性接触、切屑断裂、砂轮结合剂破裂、切人和塑性变形、工件表面损伤等[5]。刘贵杰等[6]建立声发射信号特征值与砂轮钝化状况之间的非线性模型，可在线监测小批量、多品种磨削过程砂轮钝化程度； HwangTl门采用AE监测单层电镀金刚石砂轮高速磨削氮化硅的过程，表明在高速磨削中信号能提供有关砂轮磨损和砂轮形貌的信息，用作砂轮磨损预测；柏航州[8]通过振铃计数和均方根电压两个AE信号特征值
*基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20133120120005）；国家自然科学基金项目（51475310）
作者简务势数据9—），男，辽宁铁岭人，上海理工大学讲师，工学博士，研究方向为精密磨削和数控技术，（E-mail)LS51666@163.com。