【摘要】：鎳基高溫合金在高溫環(huán)境中具有較好的穩(wěn)定性和抗疲勞性,被廣泛應(yīng)用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件,如渦輪葉片和渦輪盤等。然而,作為一種典型的難加工材料,鎳基高溫合金在機(jī)械加工中通常產(chǎn)生較大的切削力和較高的切削溫度,導(dǎo)致刀具磨損嚴(yán)重,且刀具的過度磨損和破損容易造成工件表面質(zhì)量的惡化,影響產(chǎn)品加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率,甚至?xí)䴕臋C(jī)床,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為避免刀具磨鈍造成的不利影響,通常在固定的加工時(shí)間后更換刀具。然而,不同加工條件下刀具磨損速度差異較大,若刀具未達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)而提前換刀,不僅使加工效率降低,還使刀具得不到充分利用。因此,在加工過程中對刀具磨損狀態(tài)進(jìn)行檢測,在刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)前及時(shí)換刀很有必要。本文采用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行刀具磨損檢測,設(shè)計(jì)了銑刀磨損檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)刀具磨損檢測方法的不足,具有非接觸、效率高等優(yōu)點(diǎn),在保證加工質(zhì)量的同時(shí)提高加工效率�；诮⒌牡毒吣p檢測系統(tǒng),進(jìn)行鎳基高溫合金平面銑削實(shí)驗(yàn),對檢測系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,并研究了刀具磨損對已加工表面粗糙度的影響。本文的主要研究工作如下:1.對銑刀后刀面磨損檢測關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。根據(jù)銑刀的磨損特點(diǎn),結(jié)合國內(nèi)外刀具磨損檢測研究現(xiàn)狀,建立銑刀磨鈍評判指標(biāo),即銑刀后刀面磨損最大寬度和銑刀副后刀面磨損面積。2.設(shè)計(jì)了銑刀后刀面磨損檢測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對銑削加工中刀具磨損量的自動(dòng)檢測,主要包括圖像的自動(dòng)獲取和圖像的自動(dòng)處理兩部分。前者進(jìn)行相機(jī)的自動(dòng)對焦和拍照,將獲取的圖像按指定路徑存盤;后者實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)預(yù)處理、邊緣檢測、亞像素檢測和刀具磨損特征值的提取。3.采用涂層硬質(zhì)合金銑刀開展鎳基高溫合金銑削實(shí)驗(yàn),將檢測系統(tǒng)測得的結(jié)果與顯微鏡下檢測的結(jié)果進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證刀具磨損檢測系統(tǒng)的性能。結(jié)果表明:該磨損檢測系統(tǒng)具有較好的檢測精度,可用于銑刀刀具磨損量的在機(jī)檢測。4.研究了刀具磨損量對已加工表面粗糙度的影響。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)后刀面磨損寬度在一定范圍內(nèi)時(shí),刀具磨損對表面粗糙度和表面形貌的影響較小;當(dāng)后刀面磨損寬度超出臨界值時(shí),將導(dǎo)致工件表面粗糙度值急劇增大,表面形貌出現(xiàn)凹坑。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG54;TG71
【圖文】：

基高溫合金具有較好的組織穩(wěn)定性、較高的高溫強(qiáng)度以及較好的抗氧化和抗腐蝕能力，逡逑被廣泛的應(yīng)用于航空航天船舶、化工等領(lǐng)域Ｗ。在航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，鎳基高溫合金主逡逑要應(yīng)用在燃燒室、導(dǎo)向葉片、渦輪葉片和渦輪盤［７，８］，如圖１．１所示，在航空火箭發(fā)動(dòng)機(jī)逡逑上，主要應(yīng)用在渦輪盤，此外還有發(fā)動(dòng)機(jī)軸、燃燒室隔板、渦輪進(jìn)氣導(dǎo)管以及噴灌等。逡逑（ａ）渦輪盤邐（ｂ）發(fā)動(dòng)機(jī)逡逑圖１．１鎳基高溫合金的應(yīng)用逡逑然而，鎳基高溫合金作為最難加工的材料之一，由于其具有材料硬質(zhì)點(diǎn)多、導(dǎo)熱性逡逑極差、高溫強(qiáng)度高的特點(diǎn)［９，１Ｇ］，在銑削加工的過程中，極易產(chǎn)生較大的銑削力［ｎ】，較高逡逑的銑削溫度導(dǎo)致銑刀發(fā)生嚴(yán)重磨損［１３］，進(jìn)而導(dǎo)致銑刀壽命降低以及工件加工表面完逡逑整性難以得到保證。因此，減少銑刀磨損、延長銑刀壽命、提高工件表面加工質(zhì)量、進(jìn)逡逑一步提高生產(chǎn)效率，是目前亟待解決的一個(gè)問題。為了突破這些限制，眾多學(xué)者針對提逡逑高銑削鎳基高溫合金銑削性能進(jìn)行了大量研究，以進(jìn)一步拓展鎳基高溫合金的應(yīng)用，創(chuàng)逡逑２逡逑

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文的不斷磨損，刀具強(qiáng)度不斷被削弱。當(dāng)磨損后的刀具所受切削力超過了刀具強(qiáng)度時(shí)會(huì)產(chǎn)生崩刃。刀具在大的崩刃后，失去切削能力，不能夠繼續(xù)使用。逡逑．２銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)逡逑刀具磨損到一定程度就不能繼續(xù)使用了，這個(gè)磨損限度稱為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。中，國際標(biāo)準(zhǔn)ＩＳＯ規(guī)定以１／２背吃刀量處后刀面上測量的磨損帶寬度Ｆ５作標(biāo)準(zhǔn)，如圖２．１所示。當(dāng)?shù)毒吆蟮睹娉尸F(xiàn)規(guī)則磨損時(shí)，規(guī)定后刀面磨損平均值不超過０．３邐當(dāng)?shù)毒吆蟮睹娉尸F(xiàn)不規(guī)則磨損時(shí)，規(guī)定后刀面的最大不超過０．６邋ｍｍ。逡逑｜逡逑

提前拍好的照片的局部區(qū)域進(jìn)行處理和分析，從而確定其模糊程度（彌根據(jù)幾何學(xué)的光學(xué)原理可以找到彌散斑大小和鏡頭成像參數(shù)之間的關(guān)系，最佳成像位置。因而對于全數(shù)字式自動(dòng)對焦方法來說，它不需要紅外線光可以最大限度的使體積變小以及降低成本。因而本文選擇全自動(dòng)對焦方頭上進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距。逡逑像預(yù)處理與邊緣檢測技術(shù)逡逑統(tǒng)的圖像處理包括圖像的裁剪、圖像校正、圖像去噪、圖像分割、邊界重題中，首先對原圖像進(jìn)行預(yù)處理（裁剪、去噪、對比度增強(qiáng)、閾值分割礎(chǔ)上采用Ｃａｎｎｙ邊緣檢測算子進(jìn)行粗定位，獲取較粗糙的磨損邊界，最變的亞像素邊緣檢測獲得精確的磨損邊界［５７］。逡逑圖像裁剪、中值濾波逡逑實(shí)驗(yàn)過程中，相機(jī)所拍攝到的刀具的原始圖像受外界很多因素的干擾

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本文編號(hào)：2748153