单晶硅微细磨削非稳态特征声发射信号感知研究

针对硬脆材料微小零件和微结构微细磨削加工时非稳态特征感知和识别难题,开展单晶硅微细磨削非稳态特征声发射信号感知方法和分析研究.设计了单晶硅微槽阵列微细磨削单因素工艺实验,搭建了声发射(AE)信号实时监测平台,基于均方根法提取了信号时域特征并采用小波包分解法和快速傅里叶变换划分了对应频带.选取微磨具直径损失量、微槽平均崩边宽度及微槽锥度角作为微磨具磨损和磨削质量变化的非稳态特征评价指标.探究了声发射信号时、频域特征与非稳态特征间的相关性.结果表明,AE信号分析区间的均方根与微槽平均崩边宽度近似为线性关系.低频带信号(0～62.5 kHz)主要源于机械振动及磨屑与工件、微磨具间的摩擦作用.中频带AE信号(62.5～125 kHz)主要源于微磨具对微槽的成型作用,其能量占比能反映微磨具磨损程度.高频带AE信号(125～500kHz)主要源于材料的脆性碎裂去除,其能量占比能反映微槽崩边损伤程度.