RU1785832C

RU1785832C - Способ контрол износа режущего инструмента

Info

Publication number: RU1785832C
Application number: SU894740180A
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Александр Викторович Конаков; Вячеслав Николаевич Аникин; Александр Петрович Купряков; Николай Михайлович Паладин; Ольга Анатольевна Лапонникова
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения АН СССР
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: контроль режущего инструмента методом акустической эмиссии в автоматизированном металлобрабатываю- щем производстве. Сущность изобретени : регистрируют суммарное число импульсов в периоды холостого хода, по которому осуществл ют контроль износа режущего инструмента . 2 ил.

Description

Изобретение относитс к способам контрол режущего инструмента, в частности к методам акустической эмиссии (A3), в процессе его эксплуатации и может быть использовано в автоматизированном металлообрабатывающем производстве.

Известен способ определени износостойкости режущего инструмента, по которому при механической обработке регистрируют параметр, характеризующий износостойкость, - разность амплитуд АЭ в диапазоне частоты 450 кГц при резании после стабилизации условий резани и на холостом ходу.

Недостатком данного способа вл етс то, что параметр износостойкости - амплитуда или разность амплитуд АЭ - не вл етс надежным при прогнозировании износостойкости режущего инструмента, так как наиболее чувствительным параметром АЭ к износу инструмента вл етс число импульсов, которое по мере увеличени износа растет, а дисперси распределени уменьшаетс .

Наиболее близким к изобретению вл етс способ активного контрол износа режущего инструмента, заключающийс в регистрации параметров акустической эмиссии, возникающей в процессе обработки . Согласно способу, регистрируетс общее число импульсов A3 в процессе резани в узком диапазоне амплитуд, так называемом амплитудном окне. При накоплении сигналов АЭ, соответствующей критической величине износа, происходит замена инструмента или смена режущей кромки.

Применение данного способа дл контрол за износом твердосплавного и быстрорежущего инструмента дает хорошие результаты, но использование его дл контрол за состо нием инструмента из минеральной керамики невозможно из-за частых случаев катастрофического хрупкого разрушени задолго до достижени критической величины износа инструмента.

Известно, что в услови х реального производства инструмент обрабатывает несколько деталей. Таким образом, в процессе

ел С

i

х|

00 СЛ 00 Сл

ю

работы инструмента режуща кромка испытывает многократно термические удары - нагрев (период резани ) и охлаждение (период холостого хода). 8 проведенных авторами исследовани х разрушени керамического инструмента установлено, что хрупкое макроразрушение керамики обусловлено образованием и ростом на поверхности и в объемах материала микротрещин в период резани и холостого хода вследствие высокой хрупкости и низкой теплопроводности , склонности к терморастрескиванию керамики.

Анализ сигналов АЭ, испускаемых керамикой в период холостого хода инструмента , показывает, что амплитуда этих сигналов может быть либо очень малой (процесс зарождени поверхностных субмикротрещин) либо очень большой (образование и распространение микротрещин в объеме материала ). По способу-прототипу така информаци учитыватьс не может, так как фиксируютс импульсы АЭ в процессе резани в узком диапазоне амплитуд. Таким образом , информаци о накоплении повреждени инструмента за счет терморастрескивани в период холостого хода не будет учитыватьс . Однако дл керамического инструмента значительна часть микротрещин возникает именно а период холостого хода, когда происходит остывание инструмента, следствием чего вл етс преждевременное непредсказуемое хрупкое разрушение режущей кромки в начальные периоды резани очередного цикла работы инструмента,

Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей за счет прогнозировани предельного состо ни минералокерамического инструмента, предшествующего хрупкому разрушению, на операци х с частой сменой периодов рабочего резани и холостого хода.

На фиг.1 показаны зависимости изменени сигналов АЭ от количества обработанных деталей п или периодов холостого хода z; на фиг.2 - то же, от времени т. На чертежах крива 1 - суммарное число импульсов в периоды холостого хода Мобщ.х.х., крива 2 - сигнал АЭ в период резани или износ по задней грани пз, зарегистрированные при обработке с периодами рабочего резани и холостого хода соответственно 36 с и 60-90 с (фиг.1) и 6 с и 60-90 с (фиг.2).

Примеры конкретного выполнени .

Предлагаемый способ контрол режущего инструмента был опробован при обработке детали из стали ШХ 15 (HRC 40-43). В качестве режущих пластин брались четырехгранные пластины из минералокерамики ВОК-71. В первом случае проводилась обточка наружной поверхности кольца. Период рабочего реза составл л 36 с, а холостого хода 60-90 с (врем , необходимое на 5 замену обработанной детали). Режим резани : скорость резани м/мин; подача ,1 мм/об; глубина ,5 мм.

Режимы резани подбирались таким образом , чтобы критический износ пластины

фз.кр), соответствующий 0,4 мм, достигалс примерно за 20 мин непрерывной работы инструмента (имеетс в виду сумма периодов рабочих резов).

Анализ полученных зависимостей 1 и 2

5 на фиг.1 показывает, что при достаточно малом количестве смен периодов резани и холостого хода прогнозирование предельного состо ни металлокерамического инструмента можно вести как по

0 способу-прототипу путем регистрации числа сигналов акустической эмиссии в период резани (см, зависимость 2), так и по предлагаемому способу (см. зависимость 1). Дл данных условий резани предельное сум5 марное число импульсов холостого хода соответствует 65-70 имп.

Во втором случае проводилась подрезка торца кольца. Период рабочего реза составл л 6 с, а период холостого хода

0 оставалс как и в первом случае 60-90 с. Режим резани : V 195-200 м/мин; ,1 мм/об; ,5 мм.

Анализ полученных зависимостей 1 и 2 на фиг.2 показывает, что при частой смене

5 периодов резани (в шесть раз больше, чем в первом случае) разрушение керамического инструмента происходит задолго до достижени им предельного износа Ь3.,4 мм. При таком режиме работы керамическо0 го инструмента возможно проводить прогнозирование разрушени по суммарному числу импульсов АЭ, зарегистрированных в периоды холостого хода. При регистрации примерно 250-280 импульсов необходимо

5 мен ть режущую кромку, так как дальнейша ее эксплуатаци приводит к хрупкому разрушению всей пластины. До 90% пластин , имеющих такое хрупкое разрушение, непригодны дл дальнейшей работы, т.е.

0 вместо 6-8 кромок используетс всего лишь одна.

Предлагаемый способ контрол износа режущего инструмента может быть реализован и на других материалах и режимах

5 резани . Использование предлагаемого способа контрол износа по сравнению с существующими способами позвол ет прогнозировать преждевременное разрушение минералокерамических пластин и обеспечивать эксплуатацию всех режущих кромок, а

также снизить брак обрабатываемых деталей и предотвратить возможные поломки оборудовани .

Claims

Формула изобретени Способ контрол износа режущего инструмента , включающий регистрацию параметров акустической эмиссии,

Ьз

возникающей в процессе обработки, по которым определ ют износ инструмента, о т- личающийс тем, что, с целью расширени технологических возможностей, регистрируют суммарное число импульсов акустической эмиссии в периоды холостого хода режущего инструмента, по которому определ ют износ инструмента,

/Vi&.x./ икп