基于無損檢測技術(shù)的刀具故障檢測方法研究.pdf

1、為延長高速切削刀具的使用壽命，涂層技術(shù)廣泛應用于切削加工中。涂層的均勻性和刀具的完整性是影響涂層刀具壽命和產(chǎn)品加工質(zhì)量的重要指標。無損檢測是近年迅速發(fā)展的新型檢測技術(shù)，其無破壞性、能在役實時檢測的特點十分適用于刀具故障檢測。因此，對涂層刀具涂層厚度和基體缺陷的無損檢測方法的研究對保證切削加工精度和設(shè)備正常運行具有十分重要的意義。
　　本文對刀具故障的無損檢測方法進行了討論和分析。主要的研究工作和結(jié)論如下：
　　(1)通過有限

2、元法建立了高精度涂層厚度檢測系統(tǒng)的渦流場二維仿真模型，分析了探頭提離高度和激勵頻率對渦流無損檢測系統(tǒng)磁場分布的影響，并以此為依據(jù)設(shè)置涂層厚度檢測系統(tǒng)的參數(shù)，得出涂層厚度與磁通密度Z分量以及Z分量的實部與虛部的關(guān)系。結(jié)果表明，磁通密度Z分量的實部與厚度的線性相關(guān)度更好，更適合用于厚度檢測信號。
　　(2)實際的渦流檢測信號十分微弱，有用信號淹沒在噪聲之中，本文采用小波分析方法對渦流厚度測試信號進行處理。建立合理的信號模擬實測信號，通

3、過計算和圖像分析選擇合適的小波基、小波閾值和小波分解層數(shù)，并應用于實測信號的噪聲濾除中，得到了噪聲濾除效果好、波形平滑的消噪信號。
　　(3)采用有限元法模擬了二維切削過程，得到了切削過程中刀具的溫度分布，分析了涂層厚度對刀具表面溫度場的影響。在此基礎(chǔ)上建立了基體含有缺陷的涂層刀具仿真模型，研究了缺陷對表面溫度場的影響，討論了缺陷長度、寬度和深度與表面溫度的關(guān)系。結(jié)果表明，可通過熱紅外成像監(jiān)控涂層刀具的表面溫度來判斷基體材料的完整