刀具狀態(tài)監(jiān)測及切削過程可靠性研究.pdf

1、刀具磨損直接影響工件的加工精度和表面質(zhì)量,切削過程的可靠性直接影響到加工質(zhì)量、效率及加工系統(tǒng)整體功能的正常發(fā)揮,因此研究刀具磨損狀態(tài)及切削過程可靠性具有重大意義. 本文主要利用車削實驗獲得三向車削力信號,通過提取信號中能反映刀具磨損狀態(tài)的特征參數(shù)來分析不同的切削過程因素對切削力的影響規(guī)律,并利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術實現(xiàn)對切削過程可靠性的研究. 根據(jù)單因素切削實驗結果,本文詳細研究了切削速度v、主軸轉(zhuǎn)速n、進給量f、背吃刀量a

2、<,p>等因素對切削力時域、頻域信號的影響,并分析了切削噪音、切屑狀態(tài)與切削力信號之間的關系.結果表明:切削用量三要素中,切削速度v對切削力頻譜的影響最小.切削噪音的出現(xiàn)導致絕大部分頻譜幅值減小,在4400Hz左右的高頻處幅值明顯增加,這一高頻幅值的變化趨勢與噪音強弱變化趨勢相同. 為分析刀具磨損與切削力的對應關系,設定主軸轉(zhuǎn)速n、肌進給量f、背吃刀量a<,p>不變,切削速度v,在一定范圍內(nèi)變化,在此切削條件下進行刀具全壽命周期

3、切削實驗.結果表明:刀具發(fā)生正常磨損以至于達到劇烈磨損時,與新刀剛切削時相比,主要譜峰移向2880Hz處,其他頻段的譜峰大為下降,2880Hz處峰值的變化趨勢與刀具磨損的變化趨勢相同. 通過對切削力信號分別進行時域、頻域分析和小波分析,本文綜合比較了各種特征參數(shù)變化趨勢與刀具磨損的對應關系.結果表明:在與刀具磨損有關的特征參數(shù)中,隨著刀具磨損的加劇,切削力信號在小波分解2500～5000Hz、1250～2500Hz尺度上能量和均