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河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)英文翻譯
陶瓷磨削時(shí)磨削參數(shù)對(duì)聲信號(hào)發(fā)射的影響
摘要
工程陶瓷在磨削加工過程中總是伴隨開裂。對(duì)于自動(dòng)化加工過程， 設(shè)計(jì)可靠的傳感系統(tǒng)在研磨過程中檢測(cè)工件開裂是有必要的。本文介紹了聲發(fā)射( AE )傳感器檢測(cè)在檢測(cè)過程中工件的一些情況。在不同磨削條件下，通過對(duì)敏感性AE進(jìn)行評(píng)價(jià)和了解了各研磨參數(shù)。在磨削加工氧化鋁陶瓷的過程中，對(duì)于AE信號(hào)活動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明： 隨著砂輪切削深度的增加，聲發(fā)射也增加，然而，當(dāng)時(shí)代的進(jìn)步，由于它顯示的AE基本上是一個(gè)功能磨粒切削深度，AE也逐漸減少。然而，它還是影響的陶瓷表面完整性精細(xì)的主要因素。
關(guān)鍵詞：磨削，聲發(fā)射，陶瓷，機(jī)械加工，磨削模型
1.介紹
在一定控制條件下，可以研磨脆性材料。如工程陶瓷，使材料除去塑性變形,使表面不出現(xiàn)裂紋。
在自由磨削時(shí)，當(dāng)大量的材料在砂輪磨磨削作用下 并產(chǎn)生脆性變形就叫做開裂。在實(shí)踐中,這意味著保持適當(dāng)?shù)那邢魃疃?切屑厚度) ，以防止發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變。
為了減少加工時(shí)間和成本，機(jī)器自動(dòng)化和系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。 像自動(dòng)化延模式研磨精細(xì)陶瓷機(jī)床，配備高靈敏度傳感器，以防止陶瓷部分開裂。
在有關(guān)的材料研究方面，聲發(fā)射技術(shù)有著悠久的歷史，材料評(píng)估，無損測(cè)試和制造過程。用聲發(fā)射檢測(cè)在過去十年廣泛應(yīng)用于加工過程中。舉例來說，若田，稻崎用的AE傳感器來監(jiān)視振動(dòng)磨損波段。一些工作者，例如比法諾和彝族及Akbari先生用聲發(fā)射監(jiān)測(cè)加工脆性材料。結(jié)果，我們以前的實(shí)驗(yàn)也表明AE足以偵測(cè)表面損傷精瓷，在磨削精細(xì)陶瓷的時(shí)，隨著AE活動(dòng)增加，磨粒切削深度也增加。
本文章的目的評(píng)價(jià)AE不同磨削工藝參數(shù)如砂輪深度，轉(zhuǎn)速和速度時(shí)的敏感性。用這種方式來決定在磨削陶瓷材料控制AE活動(dòng)的主要因素。
為了解決最重要的噪音問題，最重要的是在不同的階段來分析聲發(fā)射信號(hào)。
2.實(shí)驗(yàn)程序
磨削實(shí)驗(yàn)通過改變磨床主軸車輪速度，轉(zhuǎn)速來進(jìn)行控制。表1顯示了以氧化鋁作為試驗(yàn)材料的磨削條件的力學(xué)性能。
圖1顯示了聲測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運(yùn)作的一些方法。 聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)用電壓變換為140千赫頻率，發(fā)射到磨削表面，然后，探測(cè)信號(hào)通過低噪聲放大器，提供40分貝增益和主放大器總增益60分貝。 在研磨過程中有不同的來源噪音。 確定的各自特點(diǎn)噪音，然后記錄和分析這些噪音單獨(dú)生成或結(jié)合其它噪聲。 噪聲從砂輪和磨削液中發(fā)出，是最嚴(yán)重的噪音。 對(duì)于噪音的過濾，不同的過濾策略被使用，以減少噪音的效果。 大部分的噪音的產(chǎn)生是很容易被忽略的由砂輪剛剛才開始轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率200千赫，這些是采用AE高通濾波器記錄的，磨削液停止，以避免跟高的噪聲。這種方法是成功的，因?yàn)楣ぜc砂輪在濕的狀態(tài)下短短的接觸噪音大為降低。 每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次 。
讓我們挑選的AE兩個(gè)預(yù)定界限振幅上升時(shí)間或振蕩來進(jìn)行數(shù)據(jù)軟件分析。圖2介紹了一些關(guān)于使用AE的一些要點(diǎn)。
感覺背景噪聲水平，判別水平定為0.8-1.7伏特。 然而，通過數(shù)據(jù)處理， 振幅可調(diào)為2-5.1伏特。對(duì)于所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間是5秒。 磨削工藝，磨削方式和表面磨削研究。
3 .結(jié)果與討論
分析聲發(fā)射信號(hào)的不同方法是基于波形功率譜( FFT )的和AE計(jì)數(shù)檢查上的。正如先前的研究 ， 在每次磨削實(shí)驗(yàn)定量振幅分布， 時(shí)間分布和振蕩分布等及其比較結(jié)果分布圖，它是適合在圖表上選擇限制線，根據(jù)每一極限評(píng)價(jià)為"高"或"低" 。從韌性到脆性的模式，極限線是最好的測(cè)定經(jīng)驗(yàn)。 使用這一方法,高于或低于閾值， 提供單獨(dú)的值，它可以在圖形上點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)。磨削實(shí)驗(yàn)中，閾值是3V第五振幅分布， 20分別周期，20周期/事件振蕩分布。 因此，價(jià)值超過這一界限被稱為高值。
圖3顯示的了高振幅， 長(zhǎng)和高振蕩的增加，砂輪切削深度的百分比變化。一般來說，以前的研究結(jié)果表明，隨著表面裂紋和刨切參數(shù)的增加時(shí)，切削深度卻較小。樹脂結(jié)合磨料將影響切削深度。
這是個(gè)有趣的比較，這個(gè)結(jié)果是磨削碳化硅陶瓷（圖4）。這些數(shù)據(jù)通過定量評(píng)價(jià)已加工的陶瓷工件的表面計(jì)算變形表面面積獲得的。為此,采用了二次電子象的2000倍放大的SEM照片(平均 10倍測(cè)量被用作SF的每個(gè)樣品)進(jìn)行分析。陶瓷表面裂縫和表面粗糙度百分比隨著砂輪切深的增大而增大，在這種情況下，也有可能從彈性變形變?yōu)樗苄宰冃巍?此外， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果，尤其是以往的拉伸測(cè)試證實(shí)，以減小切削深度， 我們將會(huì)有一個(gè)韌性材料，通過用顯微觀測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控磨削全過程。
同樣的百分比，高振幅， 長(zhǎng)期和高振蕩的AE可以影響轉(zhuǎn)速表和磨輪速度。
從圖5 中可以看出這些AE的參數(shù)在磨削時(shí)對(duì)工作臺(tái)速度非常敏感。 而在正常磨削速度靈敏度就會(huì)下降。不過，在圖6中 ，所有的百分比隨磨輪速度的提高而降低。 調(diào)查報(bào)告說，增加的進(jìn)給速度或減少磨輪的轉(zhuǎn)速會(huì)增加對(duì)陶瓷材料表面變形和機(jī)械加工?；谶@些情況，圖 5和圖6指出增加加工時(shí)間、高振幅和多振蕩可提高加工。這也證實(shí)了先前在拉深試驗(yàn)中 AE對(duì)切削深度的影響。
4.AE對(duì)切削深度的影響。
AE對(duì)磨削參數(shù)的影響表明，聲發(fā)射信號(hào)可被看作是磨削加工時(shí)的又一基本參數(shù)。公式1是從磨削條件中的出的公式。在研磨過程中,這些主要因素通過下面公式來控制:
——磨削加工深度的系數(shù)
t ——磨削加工深度
D—— 磨輪直徑
v ——線速度
r ——轉(zhuǎn)速
我們以前的結(jié)果研究表面我們可以使用公式1作為無量綱參數(shù)，來評(píng)價(jià)磨削精細(xì)陶瓷的個(gè)因素。對(duì)于恒轉(zhuǎn)速磨削加工就是意味著恒定的切削深度(切屑厚度) 。因此，圖7中對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了計(jì)算和分析。這些表明隨著加工的變化，AE的百分比將高振幅、高振蕩、高增加，由韌性模式變?yōu)榇嘈阅Ｊ健?這些關(guān)鍵條件，可以通過SEM進(jìn)行觀察。
最后，在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)不同的磨輪的轉(zhuǎn)速，表速度進(jìn)行了計(jì)算和確定。這些結(jié)果通過圖8得到展示，當(dāng)切削深度不變的情況下，AE是不會(huì)變的。這也表明,AE只受到 的影響.因此，確定的AE和 的關(guān)系會(huì)讓我們使用的AE來監(jiān)視對(duì)精細(xì)陶瓷磨削加工。
5 . 結(jié)論
1 . 高振幅、時(shí)間長(zhǎng)、振蕩的百分比將表明隨著切削深度和進(jìn)給速度的提高，加工速度也提高，但隨著磨輪的轉(zhuǎn)速的提高而降低。
2 . AE參數(shù)與切削深度有著很好的關(guān)系。
3. 確定的AE和 的關(guān)系會(huì)讓我們使用的AE來監(jiān)視對(duì)精細(xì)陶瓷磨削加工。
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