發(fā)布時間：2017-08-04 19:13

  本文關(guān)鍵詞：基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 刀具磨損 熱電效應(yīng) 正交試驗 最小二乘法

【摘要】：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(wù),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(xué)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,運用先進的監(jiān)測系統(tǒng)來預(yù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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?xí)a(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(yīng),所產(chǎn)生的熱電參數(shù)值和刀具磨損量存在著一定的關(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(yīng)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(yīng)的磨損量。本文以刀具失效時的熱電參數(shù)值作為評判依據(jù),即,當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測的熱電參數(shù)值達到該臨界值時,將自動的或者人為的使車床停機,從而提醒工人及時換刀。最后通過一組實驗,驗證當(dāng)達到熱電參數(shù)值的臨界點時,測量出來的刀具磨損量在合理誤差范圍內(nèi),說明了本文中基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：刀具磨損 熱電效應(yīng) 正交試驗 最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG506;TP274
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.1.1 概述9-10
• 1.1.2 課題研究目的及意義10-11
• 1.2 刀具失效的標(biāo)準11-13
• 1.2.1 刀具磨損形式11-12
• 1.2.2 刀具破損形式12
• 1.2.3 具磨鈍標(biāo)準12-13
• 1.3 刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 刀具磨損狀態(tài)的監(jiān)測方法分類14-17
• 1.4.1 直接監(jiān)測法14-15
• 1.4.2 間接監(jiān)測法15-17
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 熱電效應(yīng)原理19-26
• 2.1 塞貝克效應(yīng)19-20
• 2.2 帕爾帖效應(yīng)20
• 2.3 熱電勢在加工過程中的產(chǎn)生機理20-22
• 2.4 熱電勢的相關(guān)理論研究22-25
• 2.4.1 金屬的熱電勢22-23
• 2.4.2 半導(dǎo)體的熱電勢23-24
• 2.4.3 過渡金屬熱電勢24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建立26-32
• 3.1 基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的組成26-27
• 3.2 試驗?zāi)康?/span>27-28
• 3.3 組建實驗系統(tǒng)28-31
• 3.3.1 試驗車床28-29
• 3.3.2 加工刀具和工件29
• 3.3.3 滑環(huán)29-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 切削用量對熱電參數(shù)的影響32-39
• 4.1 切削用量三要素32-33
• 4.1.1 切削速度V_c32
• 4.1.2 進給量f32
• 4.1.3 背吃刀量a_p32-33
• 4.1.4 切削要素的選擇33
• 4.2 實驗方案及實驗結(jié)果33-35
• 4.2.1 正交試驗設(shè)計的概念及原理33-34
• 4.2.2 正交表及其基本性質(zhì)34-35
• 4.3 試驗方案設(shè)計35-36
• 4.4 正交試驗數(shù)據(jù)處理及分析36-38
• 4.5 本章小結(jié)38-39
• 第五章 基于熱電效應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)39-51
• 5.1 熱電參數(shù)值與刀具磨損量關(guān)系研究39-41
• 5.2 最小二乘法歸納熱電參數(shù)與磨損量關(guān)系41-49
• 5.2.1 最小二乘法的原理41-43
• 5.2.2 相關(guān)系數(shù)與標(biāo)準偏差43-44
• 5.2.3 最小二乘法擬合刀具磨損量熱電參數(shù)的多項式函數(shù)44-49
• 5.3 刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可行性驗證49-50
• 5.4 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)與展望51-53
• 6.1 總結(jié)51-52
• 6.2 研究展望52-53
• 參考文獻53-58
• 致謝58-59
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄59

【共引文獻】

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本文編號：621219