基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著市場(chǎng)需求的變化，制造裝備的發(fā)展趨勢(shì)是更加自動(dòng)化和集成化。加工過(guò)程中，會(huì)發(fā)生諸多加工狀態(tài)惡化的狀況，使得加工過(guò)程無(wú)法如愿的連續(xù)進(jìn)行。其中刀具的磨損和意外的破損就是典型的加工狀況，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到保障，生產(chǎn)效率也達(dá)不到理想要求，這就迫使生產(chǎn)方必須得加大制造投入。因此，研究有效的加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)已然成為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化最為重要的一項(xiàng)任務(wù)，對(duì)提高加工的質(zhì)量、保證加工設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工件使用壽命的延長(zhǎng)，以及對(duì)操作人員的生產(chǎn)安全的保證具有重

2、大意義。刀具磨損狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)一直到上世紀(jì)中期才開(kāi)始被關(guān)注，隨后被眾多機(jī)構(gòu)深入研究，隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、智能系統(tǒng)與模式識(shí)別、數(shù)字與圖像信號(hào)處理、智能控制等先進(jìn)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，它儼然成為了一門囊括了眾多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)。
　　為了保證連續(xù)不間斷高效率的加工過(guò)程的進(jìn)行，采用加工狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)已成為必然。從20世紀(jì)中期開(kāi)始，眾多的制造大國(guó)紛紛開(kāi)始了對(duì)此課題的研究，而在刀具的切削加工過(guò)程中，刀具的失效和破損無(wú)疑是最常見(jiàn)的故障。所以，運(yùn)用先進(jìn)

3、的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)刀具狀態(tài)的變化情況的技術(shù)必將成為研究的重心。
　　本文中基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究對(duì)象是車削過(guò)程，但是本系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象是可以擴(kuò)大到整個(gè)制造加工系統(tǒng)。目的是展開(kāi)對(duì)刀具和工件之間的熱電效應(yīng)研究來(lái)監(jiān)測(cè)加工中心刀具磨損和破損的新型技術(shù)。熱電效應(yīng)產(chǎn)生的原理是:在金屬的切削過(guò)程中，由于刀具與被切削工件的材料不同，金屬間因摩擦?xí)a(chǎn)生巨大的熱量，因此切削過(guò)程中兩者之間會(huì)產(chǎn)生熱電效應(yīng)，所產(chǎn)生的熱電參數(shù)值和刀具磨損量存在

4、著一定的關(guān)系。對(duì)切削用量三要素以及三要素的選擇規(guī)律做了簡(jiǎn)要介紹。隨后在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中先后對(duì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)概念和本實(shí)驗(yàn)的正交設(shè)計(jì)方案做了詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)最后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析得出了切削用量三要素對(duì)熱電參數(shù)值的影響程度大小排序，并通過(guò)比較得到結(jié)論:切削用量對(duì)熱電參數(shù)值的影響規(guī)律和切削用量對(duì)切削溫度的影響規(guī)律是一致的。最后運(yùn)用最小二乘法對(duì)試驗(yàn)結(jié)論做出歸納和總結(jié)，得出刀具磨損量和對(duì)應(yīng)熱電參數(shù)值的函數(shù)和曲線，進(jìn)而根據(jù)多項(xiàng)式函數(shù)來(lái)反推各個(gè)熱電勢(shì)值對(duì)應(yīng)