本文關(guān)鍵詞：硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

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【摘要】：硬脆材料的高硬度和脆性,使其在旋轉(zhuǎn)超聲加工過(guò)程中具有較高的切削力和較低的材料去除率,造成刀具快速磨損,引起刀具端面形貌發(fā)生不規(guī)則的變化,進(jìn)而影響工件形狀精度和表面質(zhì)量。因此,開(kāi)展硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究對(duì)于提高硬脆材料加工質(zhì)量和效率、實(shí)現(xiàn)機(jī)床自主化加工具有極其重要的意義。本文確定了基于振動(dòng)和切削力信息融合的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案,搭建相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。研究了旋轉(zhuǎn)超聲加工刀具整個(gè)壽命周期的端面磨損形態(tài)以及刀具磨損對(duì)工件加工質(zhì)量的影響,并對(duì)刀具磨損階段進(jìn)行劃分。采用時(shí)域、頻域和小波包分析方法對(duì)振動(dòng)和切削力信號(hào)進(jìn)行分析處理,提取能夠反映刀具磨損狀態(tài)的特征。基于各特征的類內(nèi)、類間離散度和敏感度計(jì)算特征選擇因子,據(jù)此進(jìn)行特征優(yōu)選達(dá)到特征降維的目的。提出了一種改進(jìn)的GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),采用遺傳算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值和閾值的優(yōu)化,避免網(wǎng)絡(luò)陷入局部最小值;為加速收斂過(guò)程,采用BP算法對(duì)權(quán)值和閾值進(jìn)行微調(diào);最后采用基于模糊推理的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。將所提出的改進(jìn)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于旋轉(zhuǎn)超聲加工過(guò)程刀具磨損狀態(tài)的識(shí)別,識(shí)別率達(dá)到了95%,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。采用虛擬儀器技術(shù)開(kāi)發(fā)了基于Labview的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括多傳感器信號(hào)采集與存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)離線調(diào)整和刀具磨損狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)三個(gè)模塊,最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG663
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本文編號(hào)：1277678