[发明专利]立方氮化硼砂轮基体磨削振动性能测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨削振动测量装置，尤其是一种用于立方氮化硼砂轮基体磨削振动性能测量装置。

背景技术

随着现代磨削加工技术的发展，立方氮化硼(CBN)砂轮的应用越来越广泛。CBN砂轮基体时用来支撑磨削层和在机床主轴上装卡固定。常用的CBN砂轮基体材料有铝合金、钢、铸铁、胶木基体和酚醛铝纤维基体等。基体是影响CBN砂轮磨削振动性能的重要因素，砂轮基体的材质、形状往往需要根据CBN砂轮的结构和用途来定制，合理选用基体材料对磨削工件质量至关重要，然而目前选用基体材料往往依靠经验资料难以满足实际加工情况。因此，如何有效准确测量各种基体CBN砂轮磨削振动特性，对优选砂轮基体材料、提高工件磨削质量和磨削效率有重要意义。声发射(AE)是一种材料受外力或内力作用而产生变形或断裂时,以弹性波的形式释放能量的现象，声发射传感器是据此声发射原理而制成的一种传感器。磨削中的声发射主要来源于工件材料晶粒的分离、连接间的开裂、磨粒的切入和损坏、切除、滑动摩擦和塑性变形及弹性变形。当CBN砂轮磨削能力较好时，声发射信号频谱图中各频率对应幅值较为平稳；而当CBN砂轮磨削能力较差时，砂轮与工件会产生微小振动，声发射信号频谱在一定频率上对应信号会有较大幅值。所以，需要一种利用声发射传感器检测各种基体CBN砂轮磨削振动大小的测量装置。

发明内容

本发明是要提供一种立方氮化硼砂轮基体磨削振动性能测量装置，用于测量各种基体材料CBN砂轮磨削工件材料时的声发射信号振动情况，通过比较试验测试结果选用声发射信号振动幅值最小的基体材料CBN砂轮进行大批量磨削加工生产，可有效提供磨削工件的磨削效率和磨削质量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种立方氮化硼砂轮基体磨削振动性能测量装置，包括信号输出线，声发射传感器，砂轮基体，声发射信号集电环，CBN砂轮，砂轮壳罩，非接触式信号接收器，信号处理器，A/D采集卡，计算机，其特点是：声发射传感器安装在砂轮半径D₂位置处的基体内并密封，并通过信号输出线与固定在砂轮基体上的集电环连接，对应集电环平行设置安装在砂轮壳罩上的非接触式信号接收器，非接触式信号接收器通过声发射信号输出线依次连接传感器信号处理器，A/D采集卡和计算机。

声发射传感器安装在砂轮半径D₂=0.75D₁位置处的基体内，D₁为CBN砂轮基体最大半径。

本发明的有益效果：

本发明可有效测量各种基体材料CBN砂轮磨削工件材料时的声发射信号振动情况，通过比较试验测试结果选用声发射信号振动幅值最小的基体材料CBN砂轮进行大批量磨削加工生产，对提高工件磨削表面质量和磨削效率有重要意义。

实验测量结果如图2所示磨削声发射信号频谱图，各频率对应最大幅值为P_max。通过测量各种基体材料CBN砂轮磨削工件材料时的声发射信号振动情况，通过比较试验测试结果选用声发射信号振动幅值最小的基体材料CBN砂轮进行大批量磨削加工生产，可有效提供磨削工件的磨削效率和磨削质量。

附图说明

图1是 CBN砂轮基体磨削性能测量装置结构示意图；

图2是 CBN砂轮磨削声发射信号频谱图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的立方氮化硼砂轮基体磨削振动性能测量装置，包括信号输出线1，声发射传感器2，砂轮基体3，声发射信号集电环4，固定螺栓5，CBN砂轮6，砂轮壳罩7，磨削工件8，非接触式信号接收器9，信号处理器10，A/D采集卡11，计算机12。

声发射传感器2安装在砂轮半径D₂位置处的基体3内并密封，并通过信号输出线1与固定在砂轮基体3上的集电环4连接，对应集电环4平行设置安装在砂轮壳罩7上的非接触式信号接收器9，非接触式信号接收器9通过声发射信号输出线1依次连接传感器信号处理器10，A/D采集卡11和计算机12。