[发明专利]一种基于电化学原理的砂轮粘附率检测方法及系统

说明书

一种基于电化学原理的砂轮粘附率检测方法和系统，其利用导电砂轮电化学特性检测体系空行程电解电流及阳极有效面积，得到空行程的阳极电流密度和阳极电位；基于粘附物电化学特性检测体系的电解电流及阳极有效面积，得到其阳极电流密度和阳极电位；基于阳极电流密度及阳极电位，确定两个体系相应的阳极电位与电流密度的关系；根据导电砂轮电化学特性检测体系磨削行程的电解电流及其阳极有效面积，计算其磨削行程阳极电位，并结合两个体系相应的阳极电位与电流密度关系曲线，得到导电砂轮电化学特性检测体系磨削行程砂轮表面及粘附物表面的平均电流密度；并基于平均电流密度得到磨削行程砂轮表面粘附物所占的面积比。本发明能实现砂轮粘附率的测量。

技术领域

本发明涉及机械零件磨削加工技术领域，尤其涉及基于电化学原理的砂轮粘附率检测技术。

背景技术

在铝合金、钛合金、钛铝合金和高温合金等金属磨削过程中，切屑材料会粘附在磨粒表面或嵌入到磨粒间隙，使砂轮发生粘附。砂轮粘附现象使得砂轮磨削性能和工件加工质量显著降低。砂轮粘附的定量检测对于分析粘附形成机理、评估粘附对磨削性能影响、优化磨削参数和确定砂轮修整周期等至关重要。

传统砂轮粘附的检测方法包括：称重法、机器视觉、放射性示踪法、X射线荧光法、电涡流法、声发射法和动压法。称重法是最基础的测量砂轮粘附的方法，可用于校核其它测量砂轮粘附的新方法，主要缺点是操作繁琐，需要拆卸砂轮、测量灵敏度低，周期长。机器视觉是应用最广泛的可在位检测砂轮粘附的方法，主要缺点为当砂轮表面与磨屑颜色和反射率差异不大时，或受到磨削液污染时，检测精度会急剧下降。放射性示踪法和X射线荧光法均需要拆卸砂轮，且会使机床受到反射性污染，有害于人身健康。电涡流法可在线检测砂轮粘附，但其测量精度受粘附物几何形状和导电导磁率的影响较大，且标定困难，易受电磁场干扰，因此推广难度较大。声发射法和动压法均属于间接测量方法，二者基于磨削过程中的一些特征信号与砂轮粘附程度的相关性，利用所测得得信号大小评估粘附程度。由于噪声信号的存在，间接测量法只能定性检测砂轮粘附程度，远不如直接测量法精确。由上述分析可知，传统砂轮粘附检测方法在适用性、检测效率和精度等方面均存在一定程度的局限性。因此对传统磨削技术进行一种另辟蹊径的革新，是提升砂轮粘附检测精度和效率的关键，也是提高延塑性金属类零件磨削加工精度的必由之路。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于电化学原理的砂轮粘附率检测方法及系统，以实现延塑性金属磨削过程中砂轮粘附程度的定量评估。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

其根据不同材料的电化学性能差异，基于磨削机理与电化学原理分析，对磨削过程中砂轮未被粘附表面和粘附金属表面的电化学反应占比进行解耦，定量地确定出延塑性金属磨削过程中砂轮的粘附程度。

附图说明

图1为本发明中的导电砂轮电化学特性检测体系的结构示意图；

图2-1为本发明的导电砂轮电化学特性检测体系中的紫铜阴极的结构示意图；

图2-2为本发明的导电砂轮电化学特性检测体系中的紫铜阴极的分解爆炸图；

图3为本发明中的粘附物电化学特性检测体系的结构示意图；

图4为本发明中的导电砂轮电化学特性检测体系和粘附物电化学特性检测体系的阳极电位-阳极电流密度的关系曲线。

附图标记说明：

机床主轴1、阳极电刷2、数字万用表3、直流电源4、紫铜阴极5、被磨工件6、磨削液喷嘴7、导电砂轮8、柔性砂条9、工件材料制件10；

阴极主体51、阴极压板52、螺栓53；

阴极接线端511、工作面512、电解液入口513、电解液出口514。