基于機床附件化的旋轉(zhuǎn)超聲加工負載匹配系統(tǒng)研究.pdf

1、先進陶瓷材料又稱無機非金屬材料，是由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展而來的，它不但繼承了傳統(tǒng)陶瓷的諸多優(yōu)點，而且還具備了一系列其他材料無法比擬的優(yōu)異性能，耐高溫、耐腐蝕、高硬度、高強度。但是，這些優(yōu)異性能也使先進陶瓷材料加工難度大、加工效率低、加工費用昂貴，這些限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，迫切需求尋找到適合先進陶瓷材料的高效率低成本的加工方法。旋轉(zhuǎn)超聲加工被證明是加工先進陶瓷材料的有效方法，但自從其1964年被引入加工領(lǐng)域以來，并未得到大規(guī)模應(yīng)用，經(jīng)過科學(xué)技

2、術(shù)人員多年的研究，近年來終于開發(fā)出了一些商業(yè)化機床，投入工業(yè)生產(chǎn)。但是，在這些商業(yè)化機床中，旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)關(guān)鍵問題之一刀具負載匹配，并未得到很好的解決。
　　 本文針對旋轉(zhuǎn)超生加工中的刀具負載匹配這一核心問題展開研究，結(jié)合實驗室在這一問題上的技術(shù)積累，開發(fā)出了可用于各種機床的“基于附件化的旋轉(zhuǎn)超生加工負載匹配系統(tǒng)”，并將此系統(tǒng)應(yīng)用于加工中心，開展一系列驗證系統(tǒng)工作性能的加工實驗，充分證明了系統(tǒng)的有效性與可靠性。刀具負載匹配系統(tǒng)

3、的高精密氣浮工作臺能夠?qū)崿F(xiàn)最小6g力的負載匹配，降低超聲加工中載荷變化對刀具與工件的不良影響，獲得良好的加工質(zhì)量。同時搭建的超聲加工過程監(jiān)測系統(tǒng)同時采集加工過程的軸向力與聲發(fā)射信號，利用軸向力與聲發(fā)射信號在加工過程中與工件和刀具狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系來作為保護工件與刀具的判據(jù)。同時，采用小波變換對聲發(fā)射信號進行特征提取，將提取的特征作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，從而準確識別砂輪鈍化狀態(tài)。在后續(xù)的旋轉(zhuǎn)超聲磨削鉆孔實驗中，在同種加工條件下，我們發(fā)現(xiàn)使用負