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ELID磨削砂轮表面氧化膜厚度在线检测

王银霞  
【摘要】:ELID磨削技术利用电解作用对金属结合剂砂轮进行连续修整,通过控制不同的材料和工艺参数,使金刚石磨粒的有效修整率和磨损率达到平衡,进而实现硬脆材料的超精密加工。因此要得到稳定的磨削过程、高质量的加工表面和较少的亚表面损伤,必须对氧化膜厚度进行实时测量和监控,通过控制电解条件使氧化膜的厚度保持在一定的范围内。 文中分析了ELID磨削过程中砂轮表面氧化膜的生成机理,经分析得出:在电解预修锐阶段,经过整形的砂轮导电性好,氧化膜生长速率很快;在动态磨削阶段,氧化膜覆盖在砂轮表面,和工件直接接触,由于工件和切屑的反作用,氧化膜变薄,电解作用恢复,厚度增加,呈现循环及自适应的特征。 在对ELID中氧化膜生长规律进行分析的基础上,利用激光传感器和电涡流位移传感器分别测量氧化膜的外表面和内表面的变化值,提出组合测量氧化膜厚度的方法;确定了基于虚拟仪器的和工控机的测量系统总体方案;设计了安装传感器的微调工作架,构建了测量氧化膜厚度的硬件平台。 利用LabVIEW软件和NI数据采集卡建立了能够实时采集信号特征的数据采集系统,进行了ELID磨削预实验研究,在使用环境中标定了激光位移传感器和电涡流位移传感器,使用Matlab做出两个传感器的最小二乘拟合曲线。在预实验基础上,进行了ELID磨削过程中电解预修锐阶段的在线检测氧化膜厚度的实验,实现了对砂轮表面氧化膜的非接触测量,表明了利用激光传感器和电涡流传感器可以估计氧化膜的厚度。


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