钛合金高效深磨工艺研究及磨削质量预测论文(PDF 74页）

3. 微观表面观测仪
3.1 试验材料及其性能
3.2 试验设备及条件
3.2.1 超高速磨削实验台
3.2.2 砂轮选用及其修整
3.2.3 试验数据采集设备
3.3 磨削力信号的采集与处理
3.33，6.67，10，
3.4 工艺试验方案
4.1 砂轮线速度的影响
4.16 中试验2-4 的磨削力比曲线起伏波动幅度较大，而试验3-4 则显得比较平缓，
4.2 工作台速度的影响
4.3 切深的影响
4.4 比磨除率相同的情况下，改变切深和工作台速度的影响
4.5 0.4(固定值) 200
4.5 砂轮及工件表面形貌观测结果
4.5.1 砂轮表面形貌观测及砂轮选用
4.5.2 工件表面形貌观测结果及分析
5.1.1 磨削力的特征及其分析
5.1.1.1 单位面积磨削力随hmax 的变化情况及特征分析
5.1.1.2 单位面积磨削力随aeq 的变化情况及特征分析
5.1.1.3 磨削力比随Z'w 及aeq 的变化情况
5.1.2 粘附条件下TC4 钛合金高效深磨磨削力数学模型
5.2 高效深磨过程中的磨削能
5.2.1 比磨削能随hmax 的变化情况及特征分析
5.2.2 比磨削能随Z'w 的变化情况及特征分析
5.2.3 高效深磨过程消耗磨削功率分析
6 120 6 0.6 1.06 1.11 5 4.72 1 -6 -5.66
6 120 6 0.6 1.06 1.21 15 14.15 1.11 5 4.72
6.1 进化神经网络预测模型的建立[42,43,54,55]
6.1.1 BP 神经网络结构的建立
6.1.2 进化神经网络学习算法
6.2 基于进化神经网络的TC4 钛合金高效深磨表面粗糙度预测
6.2.1 预测过程的Matlab 实现
6.2.1.1 传统BP 神经网络预测的Matlab 实现
6.2.1.2 进化神经网络预测的Matlab 实现
6.2.2 表面粗糙度预测结果及其对比分析
图2.1 钛合金分类说明
图2.2 研究技术路线流程图
图3.1 超高速平面磨削实验台
图3.10 磨削过程中的磨削力示意图
图3.2 试验用磨削力测力仪
图3.3 磨削力测量系统示意图
图3.4 试验用T8000 型粗糙度仪
图3.5 用于表面/亚表面观察的SEM
图3.6 Z 向磨削力信号示意图
图3.6 所示：
图3.7 X 向磨削力信号示意图
图3.8 磨削力的有效值
图3.9 磨削液对测力仪冲击力的信号图
图4.1 砂轮线速度对单位面积法向磨削力的影响
图4.10 切深对单位面积切向磨削力的影响
图4.11 切深对比磨削能的影响
图4.11、4.12 分别反映了比磨削能及磨削力比随切深ap 变化的情况，可以
图4.12 切深对磨削力比的影响
图4.13 相同比磨除率下单位面积法向磨削力
图4.13、4.14 反映了在保证比磨除率一定的前提下，改变切深ap 和工作台
图4.14 相同比磨除率下单位面积切向磨削力
图4.15 相同比磨除率下的比磨削能
图4.15、4.16 反映了在保证比磨除率一定的前提下，改变切深ap 和工作台
图4.16 中TC4 钛合金的磨削力比呈上升趋势，而40Cr 钢则呈下降趋势，这从另
图4.16 相同比磨除率下的磨削力比
图4.17 金刚石砂轮磨削前后表面形貌对比
图4.18 CBN 砂轮磨削前后表面形貌对比
图4.19 40Cr 钢试验1 典型工况扫描电镜照片
图4.19、4.20、4.21 中(a)、(b)、(c)、(d)的工况分别为：(a) vs=60m/s，vw=2m/min，
图4.1、4.2 显示了随砂轮线速度vs 的变化，单位面积法向磨削力Fn'和单位
图4.2 砂轮线速度对单位面积切向磨削力的影响
图4.20 TC4 钛合金试验2 典型工况扫描电镜照片
图4.21 TC4 钛合金试验3 典型工况扫描电镜照片
图4.3 砂轮线速度对比磨削能的影响
图4.3 表示了比磨削能的大小随砂轮线速度vs 变化的关系。比磨削能的大小
图4.4 砂轮线速度对磨削力比的影响
图4.4 表示的是磨削力比随砂轮线速度vs 的变化情况。磨削力比的大小通过
图4.5 工作台速度对单位面积法向磨削力的影响
图4.5、4.6 显示的是随工作台速度vw 的变化，单位面积法向、切向磨削力
图4.6 工作台速度对单位面积切向磨削力的影响
图4.7 反映了随vw 的变化，比磨削能的变化情况。三组试验中比磨削能都
图4.7 工作台速度对比磨削能的影响
图4.8 反映了磨削力比随工作台速度vw 的变化情况。由上图可以看出，试
图4.8 工作台速度对磨削力比的影响
图4.9 中Fn'变化曲线上表现得尤为明显。这一现象的解释可以考虑下面三个因
图4.9 切深对单位面积法向磨削力的影响
图4.9、4.10 显示了切深ap 的变化对单位面积法向、切向磨削力的影响。如
图5.1 单位面积法向磨削力随最大未变形切屑厚度变化的情况
图5.10 单位宽度磨削功率随磨粒耕犁面积变化的情况
图5.2 单位面积切向磨削力随最大未变形切屑厚度变化的情况
图5.3 单位面积法向磨削力随当量磨削层厚度变化的情况
图5.4 单位面积切向磨削力随当量磨削层厚度变化的情况
图5.5 磨削力比随比磨除率变化的情况
图5.6 磨削力比随当量磨削层厚度变化的情况
图5.7 比磨削能随最大未变形切屑厚度变化的情况
图5.8 比磨削能随比磨除率变化的情况
图5.9 磨粒的最大切削深度模型
图6.1 BP 神经网络拓扑结构图
图6.2 Network/Data Manager 窗口
图6.3 Create New network 窗口
图6.4 神经网络训练参数设置
图6.5 进化神经网络预测的编程流程图
图6.6 M 文件编辑器
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