微量潤滑切削加工刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、機械加工過程監(jiān)測是集加工、材料、傳感器、模式識別、信號處理等為一體的綜合技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。其中刀具狀態(tài)監(jiān)測作為機械加工過程監(jiān)測的一個重要分支，為實現(xiàn)自動化加工的高效率、低成本、高質(zhì)量和無人化，受到國內(nèi)外機械工程專家和學(xué)者們的廣泛關(guān)注。同時，微量潤滑(Minimum QuantityLubrication，MQL)作為一種新型環(huán)保綠色切削技術(shù)，對實現(xiàn)綠色制造和節(jié)能減排，具有非常廣闊的發(fā)展空間。本文以精密車削為背景，對

2、MQL潤滑方式下的刀具磨損、切削力和聲發(fā)射信號的監(jiān)測、特征提取及模式識別進(jìn)行了系統(tǒng)的理論和試驗研究，主要研究工作為:
　　1、給出了刀具的不同磨損形式，論述了刀具磨損機理，并根據(jù)加工的實際條件，擬定了適合本次試驗的刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。在信號處理方面，主要闡述了信號分析的各種常用方法以及每種分析方法的特點和適用范圍。
　　2、構(gòu)建出刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測試驗系統(tǒng)，擬定了試驗方案，確立出傳感器和MQL噴射參數(shù)。選用可生物降解的蓖麻油、玉米油

3、以及植物油2000作為MQL切削液，并測量了對工件材料45鋼的潤濕角。
　　3、監(jiān)測了切削過程中的切削力信號和聲發(fā)射信號及空載時的聲發(fā)射信號，對信號進(jìn)行了預(yù)處理，并分別進(jìn)行了時域、頻域以及小波包分析，尋求出每組信號中對刀具磨損最為敏感的特征參量。
　　4、構(gòu)建了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并對刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行識別，運用經(jīng)驗公式和試湊法確定出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使用特征樣本對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和利用測試數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的精確性進(jìn)行驗證。結(jié)果表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠很好