ELID磨削砂轮表面钝化膜状态表征与控制

【摘要】： 硬脆材料,特别是陶瓷材料加工中,对表面质量、尺寸及形位精度的要求越来越高,使用传统磨削加工方法难以达到精度要求。金属基金刚石砂轮在线电解修整(ELID)磨削技术是一项新兴的且十分有效的硬脆材料高精度加工技术。该技术将砂轮修整与磨削过程结合在一起,利用金属基砂轮的微量磨削作用进行磨削加工的同时,使用非线性电解作用对砂轮进行修整,从而避免砂轮的钝化和堵塞现象,实现对硬脆材料的精密磨削。磨削过程中,砂轮表面电解生成的钝化膜对磨削起着十分重要的作用。钝化膜的状态,包括厚度及致密性等,对加工效率和加工质量都有十分巨大的影响,对钝化膜状态的表征与控制非常重要。 本文利用Labview软件和数据采集卡建立了能够采集实时信号特征的数据采集系统,同时构建了能够实现电压控制的数据输出系统,将ELID磨削加工相关程序进行了整合;进行了ELID磨削实验研究,采集保存了磨削过程中的声发射信号、磨削力、回路电流,分析表明,声发射信号、磨削力、回路电流与钝化膜状态具有良好的对应关系,可以用于钝化膜的表征。在实验基础上,基于多传感器融合技术,利用模糊神经网络理论,建立了对钝化膜进行智能表征与控制的计算机系统,根据实验数据,选取了合适的样本,完成模糊神经网络的训练。试验结果表明,所建立的系统能够实现钝化膜状态的智能表征与控制,并进行连续智能ELID磨削加工,可以明显改善磨削效率和加工精度。