基于熱電效應的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、隨著市場需求的變化，制造裝備的發(fā)展趨勢是更加自動化和集成化。加工過程中，會發(fā)生諸多加工狀態(tài)惡化的狀況，使得加工過程無法如愿的連續(xù)進行。其中刀具的磨損和意外的破損就是典型的加工狀況，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量達不到保障，生產(chǎn)效率也達不到理想要求，這就迫使生產(chǎn)方必須得加大制造投入。因此，研究有效的加工狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)已然成為了實現(xiàn)工業(yè)自動化最為重要的一項任務，對提高加工的質(zhì)量、保證加工設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，工件使用壽命的延長，以及對操作人員的生產(chǎn)安全的保證具有重

2、大意義。刀具磨損狀態(tài)實時監(jiān)測技術(shù)一直到上世紀中期才開始被關(guān)注，隨后被眾多機構(gòu)深入研究，隨著計算機、傳感器、智能系統(tǒng)與模式識別、數(shù)字與圖像信號處理、智能控制等先進技術(shù)的蓬勃發(fā)展，它儼然成為了一門囊括了眾多學科的先進技術(shù)。
　　為了保證連續(xù)不間斷高效率的加工過程的進行，采用加工狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)已成為必然。從20世紀中期開始，眾多的制造大國紛紛開始了對此課題的研究，而在刀具的切削加工過程中，刀具的失效和破損無疑是最常見的故障。所以，運用先進

3、的監(jiān)測系統(tǒng)來預測刀具狀態(tài)的變化情況的技術(shù)必將成為研究的重心。
　　本文中基于熱電效應的刀具磨損狀況監(jiān)測系統(tǒng)的研究對象是車削過程，但是本系統(tǒng)的應用對象是可以擴大到整個制造加工系統(tǒng)。目的是展開對刀具和工件之間的熱電效應研究來監(jiān)測加工中心刀具磨損和破損的新型技術(shù)。熱電效應產(chǎn)生的原理是:在金屬的切削過程中，由于刀具與被切削工件的材料不同，金屬間因摩擦會產(chǎn)生巨大的熱量，因此切削過程中兩者之間會產(chǎn)生熱電效應，所產(chǎn)生的熱電參數(shù)值和刀具磨損量存在

4、著一定的關(guān)系。對切削用量三要素以及三要素的選擇規(guī)律做了簡要介紹。隨后在實驗設(shè)計方案中先后對正交試驗設(shè)計概念和本實驗的正交設(shè)計方案做了詳細說明。通過最后的實驗數(shù)據(jù)處理和分析得出了切削用量三要素對熱電參數(shù)值的影響程度大小排序，并通過比較得到結(jié)論:切削用量對熱電參數(shù)值的影響規(guī)律和切削用量對切削溫度的影響規(guī)律是一致的。最后運用最小二乘法對試驗結(jié)論做出歸納和總結(jié)，得出刀具磨損量和對應熱電參數(shù)值的函數(shù)和曲線，進而根據(jù)多項式函數(shù)來反推各個熱電勢值對應