RU2069122C1 - Device for diagnosis of middle portion of tool - Google Patents

Device for diagnosis of middle portion of tool Download PDF

Info

Publication number
RU2069122C1
RU2069122C1 RU92005336A RU92005336A RU2069122C1 RU 2069122 C1 RU2069122 C1 RU 2069122C1 RU 92005336 A RU92005336 A RU 92005336A RU 92005336 A RU92005336 A RU 92005336A RU 2069122 C1 RU2069122 C1 RU 2069122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
cutting
receiver
transducers
emitter
Prior art date
Application number
RU92005336A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92005336A (en
Inventor
Федор Исаакович Коган
Original Assignee
Федор Исаакович Коган
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федор Исаакович Коган filed Critical Федор Исаакович Коган
Priority to RU92005336A priority Critical patent/RU2069122C1/en
Publication of RU92005336A publication Critical patent/RU92005336A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2069122C1 publication Critical patent/RU2069122C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device comprises piezoelectric transducers made up as at least one emitter-receiver pair. The emitter and receiver can be positioned from both sides of the cutting zone. The sizes and shape of the emitter and receiver are the same. The number of the transducers of one type in the pair is no less than two. A distance between the transducers of one type from one side of the cutting zone depends on the wavelength of ultrasonic oscillation. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для определения состояния режущего инструмента в процессе резания на металлорежущем станке. The alleged invention relates to machine tool industry and can be used to determine the condition of the cutting tool in the process of cutting on a metal cutting machine.

Созданием устройств для диагностирования износа режущей части инструмента занимаются такие европейские фирмы как Promess, Prometec, Krupp Widia, Sandvik Coromannt, Wibra, японские Fanuc, Niigata, Osaka Kiko, Mitsui Seiki, Hitachi Seiki и др. Such European companies as Promess, Prometec, Krupp Widia, Sandvik Coromannt, Wibra, Japanese Fanuc, Niigata, Osaka Kiko, Mitsui Seiki, Hitachi Seiki and others are creating devices for diagnosing wear of the cutting part of the tool.

Известно устройство для диагностики износа инструмента при торцевом фрезеровании методом акустической эмиссии, содержащее пьезопреобразователь, размещенный на столе фрезерного станка и преобразующий ультразвуковые (УЗ) колебания, возникающие в зоне резания при фрезеровании [1] При износе, т.е. при притуплении режущей грани инструмента при прочих неизменных условиях, возрастают усилия резания, что приводит к изменению спектрального состава и амплитуды составляющих акустической эмиссии УЗ колебаний, которые затем преобразуются пьезопреобразователем в последовательности электрических сигналов. A device is known for diagnosing tool wear during face milling by acoustic emission method, containing a piezoelectric transducer located on the table of the milling machine and converting ultrasonic (ultrasound) vibrations that occur in the cutting zone during milling [1] When wearing, when the cutting edge of the tool is dull under otherwise constant conditions, the cutting forces increase, which leads to a change in the spectral composition and amplitude of the components of the acoustic emission of ultrasonic vibrations, which are then transformed by the piezoelectric transducer into a sequence of electrical signals.

По мнению авторов [1] анализируя эту последовательность, можно выделить именно те параметры, которые позволяют судить об износе режущей части инструмента. According to the authors of [1], by analyzing this sequence, it is possible to single out precisely those parameters that make it possible to judge the wear of the cutting part of the tool.

Однако, изменения усилия резания зависят от глубины и скорости резания, от неизотропности материала обрабатываемой заготовки и, следовательно, эти параметры, по которым авторы [1] пытаются оценить износ режущей части инструмента, не имеют достаточно прямой зависимости от износа. However, changes in the cutting force depend on the depth and speed of cutting, on the non-isotropy of the material of the workpiece and, therefore, these parameters, according to which the authors [1] try to evaluate the wear of the cutting part of the tool, do not have a direct relationship to wear.

По указанию авторов известного устройства [1] достоверность определения износа в этом случае не превышает 70% Следовательно, недостатком известного устройства является невысокая достоверность количественной оценки степени износа режущей части инструмента, (например, притуплений инструмента хотя бы по величине лыски на задней грани инструмента), что, естественно, снижает эффективность использования устройства и производительность станка. According to the instructions of the authors of the known device [1], the reliability of determining wear in this case does not exceed 70%. Therefore, the disadvantage of the known device is the low reliability of the quantitative assessment of the degree of wear of the cutting part of the tool (for example, blunting the tool at least by the size of the flat on the rear edge of the tool), which, of course, reduces the efficiency of use of the device and the productivity of the machine.

Известно также устройство для определения износа режущей части инструмента фирмы "BRANKAMP" [2] Это устройство основано на измерениях усилий резания с помощью магнитно-индуктивных датчиков, встраиваемых как правило в какие-либо звенья механических передач от главного привода к шпинделю станка. Изменение усилий резания, как было выше отмечено, является косвенным параметром для того, чтобы достоверно определять величину износа. A device is also known for determining the wear of the cutting part of the tool of the company "BRANKAMP" [2] This device is based on measurements of cutting forces using magneto-inductive sensors, which are usually integrated in any links of mechanical transmissions from the main drive to the machine spindle. The change in cutting forces, as noted above, is an indirect parameter in order to reliably determine the amount of wear.

Основным недостатком этого устройства является также невысокая достоверность определения износа. The main disadvantage of this device is also the low reliability of determining wear.

Известно устройство [3] наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому. Это устройство выбрано в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит пьезопреобразователь (приемник УЗ колебаний), установленный на наружной поверхности кольца гидродинамического подшипника, охватывающего шпиндель, причем на этой же поверхности выполнены плоскости, предназначенные для установки дополнительных преобразователей акустической эмиссии. A device [3] is known that is closest in technical essence to the proposed one. This device is selected as a prototype. The prototype device contains a piezoelectric transducer (receiver of ultrasonic vibrations) mounted on the outer surface of the ring of a hydrodynamic bearing covering the spindle, and on the same surface there are planes designed to install additional transducers of acoustic emission.

Дополнительный преобразователь может быть включен излучателем УЗ колебаний. Следовательно, с помощью этого преобразователя можно создавать в теле шпинделя (скалки) акустические колебания, которые будут распространяться во всех направлениях по шпинделю, в том числе и к образуемой по мере износа инструмента в процессе резания лыски на задней грани режущей части инструмента. Отражаясь от этой лыски, часть энергии этих колебаний возвратится обратно и попадет, в том числе, и на упомянутый приемник акустических колебаний, где они преобразуются в последовательность электрических сигналов, на фоне которой можно выделить часть сигнала, отраженную от лыски, возникшей в результате притупления. Это очень малая часть общего сигнала, но она несет прямую информацию (к о л и ч е с т в е н н у ю) о величине износа режущей части инструмента. An additional converter can be switched on by a radiator of ultrasonic vibrations. Therefore, using this transducer, you can create acoustic vibrations in the body of the spindle (rolling pin), which will propagate in all directions along the spindle, including the one formed as the tool wears during cutting of the flat on the rear edge of the cutting part of the tool. Reflecting from this flattice, part of the energy of these vibrations will return back and get, including, to the aforementioned receiver of acoustic vibrations, where they are converted into a sequence of electrical signals, against which it is possible to distinguish part of the signal reflected from the flattice resulting from blunting. This is a very small part of the overall signal, but it carries direct information (how much) about the amount of wear on the cutting part of the tool.

Недостатки обусловлены, во-первых, тем, что конструкция прототипа предусматривает установку дополнительного преобразователя с одной стороны от зоны резания только в шпиндельном узле, и эти, во-вторых, объясняется сложность преодоления большого фонового сигнала, идущего к приемнику от расположенного в непосредственной близости излучателя. В-третьих, как показала практика, особая сложность возникает из-за того, что по пути к лыске, расположенной на задней грани инструмента, колебания излучателя отражаются также от других деталей, например, от полого шпинделя, взаимодействующего со скалкой. Причем координаты во времени точек отражения от этих деталей по мере перемещения скалки внутри полого шпинделя изменяются по отношению к приемнику. Таким образом малый сигнал, несущий полезную информацию подвергается случайному непредвиденному воздействию. The disadvantages are due, firstly, to the fact that the prototype design provides for the installation of an additional converter on one side of the cutting zone only in the spindle unit, and these, secondly, due to the difficulty of overcoming the large background signal going to the receiver from the emitter located in close proximity . Thirdly, as practice has shown, a particular difficulty arises because on the way to the flat located on the rear edge of the tool, the oscillations of the emitter are also reflected from other parts, for example, from a hollow spindle interacting with a rolling pin. Moreover, the time coordinates of the reflection points from these parts as the rolling pin moves inside the hollow spindle changes with respect to the receiver. Thus, a small signal carrying useful information is exposed to random unforeseen effects.

Следовательно, недостатком прототипа является малая достоверность (около 80%) определения износа. Therefore, the disadvantage of the prototype is the low reliability (about 80%) of the determination of wear.

Технический результат достоверность определения степени износа инструмента. The technical result is the reliability of determining the degree of wear of the tool.

Технический результат достигается за счет введения дополнительных пьезопреобразователей, размещения излучателей и приемников по разные стороны относительно зоны резания, а также подбора преобразователей по идентичности геометрических размеров поскольку:
во-первых, акустические колебания проходят сквозь зону резания, через режущую грань инструмента и от площади притупления (износа) инструмента зависит амплитуда сигнала этих колебаний на приемнике;
во-вторых, геометрические размеры определяют частоты излучения и приема, подбор комбинаций излучатели-приемник и приемники излучатель и размещение приемников или излучателей определенным образом относительно друг друга в комбинации обеспечивает такую суперпозицию стоячих акустических волн, которая приводит к усредненному сигналу, наиболее полно и без помех отображающему степень притупления инструмента.
The technical result is achieved by introducing additional piezoelectric transducers, placing emitters and receivers on different sides relative to the cutting zone, as well as selecting transducers for the identity of geometric dimensions because:
firstly, acoustic vibrations pass through the cutting zone, through the cutting edge of the tool, and the amplitude of the signal of these vibrations at the receiver depends on the blunting (wear) area of the tool;
secondly, the geometric dimensions determine the frequencies of radiation and reception, the selection of combinations of emitter-receiver and receiver emitter and the placement of the receivers or emitters in a certain way relative to each other in combination provides such a superposition of standing acoustic waves that leads to an averaged signal, most fully and without interference showing the degree of blunting of the instrument.

Ниже приведен пример конкретной реализации предлагаемого устройства для диагностирования режущей части инструмента. The following is an example of a specific implementation of the proposed device for diagnosing the cutting part of the tool.

На фиг.1 схематически представлено предлагаемое устройство. Figure 1 schematically shows the proposed device.

На фиг. 2 схематически изображен расточный резец с лыской притупления (износа) на задней грани. In FIG. 2 schematically shows a boring tool with a flat dullness (wear) on the rear face.

Предлагаемое устройство рассматривается на примере функционирования расточного станка. The proposed device is considered on the example of the functioning of the boring machine.

В шпиндельном узле 1 (фиг.1) размещается шпиндель (скалка) 2. Крепления скалки 2 и полого шпинделя 3 в опорах внутри шпиндельного узла 1 не показаны. В скалке 2 закреплена оправка 4, в которой, в свою очередь, закреплен расточный резец 5. Обрабатываемое изделие 6 закреплено на столе 7 расточного станка. In the spindle unit 1 (Fig. 1) a spindle (rolling pin) 2 is placed. The fastenings of the rolling pin 2 and the hollow spindle 3 in the supports inside the spindle unit 1 are not shown. A mandrel 4 is fixed in the rolling pin 2, in which, in turn, a boring cutter is fixed 5. The workpiece 6 is fixed on the table 7 of the boring machine.

На невращающихся кольцах 8 (на фиг.1 крепление колец не показано) гидродинамических подшипников закреплены пьезоэлектрические преобразователи 9, 10, 11, 13 и 14. На столе станка расположены преобразователи 15, 16, 17, 18 и 19. Piezoelectric transducers 9, 10, 11, 13 and 14 are mounted on non-rotating rings 8 (ring mounting is not shown in FIG. 1) of the hydrodynamic bearings. Converters 15, 16, 17, 18 and 19 are located on the machine table.

На фиг.2 укрупненно показано тело 20 резца 5, режущая грань вставки 21 и лыска 22 износа инструмента. Figure 2 enlarged shows the body 20 of the cutter 5, the cutting edge of the insert 21 and the flat 22 of the tool wear.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Возникающие в процессе резания в зоне резания колебания акустической эмиссии (АЭ) попадают в шпиндельный узел 1, распространяются вдоль скалки 2, как правило, не рассеиваясь в полом шпинделе 3. Эти колебания достигают преобразователя 9 (фиг.1). Acoustic emission (AE) oscillations arising during cutting in the cutting zone fall into the spindle unit 1, propagate along the rolling pin 2, as a rule, not scattered in the hollow spindle 3. These vibrations reach the transducer 9 (Fig. 1).

Преобразователь 9 в пределах своего частотного диапазона воспринимает УЗ колебания АЭ и преобразует их в эквивалентную последовательность электрических сигналов. The Converter 9 within its frequency range perceives ultrasonic vibrations of the AE and converts them into an equivalent sequence of electrical signals.

По мере притупления режущей грани резца 5 увеличивается площадь лыски 22 (фиг.2), увеличиваются усилия резания, увеличивается количество энергии, рассеиваемой в зону резания, соответственно увеличивается (изменяется) амплитуда и, в известной мере, частота колебаний АЭ. As the cutting edge of the cutter 5 is blunted, the flat area 22 increases (Fig. 2), the cutting forces increase, the amount of energy dissipated into the cutting zone increases, the amplitude and, to a certain extent, the AE oscillation frequency increase.

В процессе притупления среднее значение амплитуды последовательно сравнивается с определенными значениями шкалы притуплений (набор специально сформированных уровней напряжений, с которыми сравниваются преобразованные в напряжения сигналы АЭ) и соответственно по шкале определяется степень износа инструмента. Естественно, если в процессе регистрации износа изменяется скорость, глубина резания, а материал обрабатываемого изделия неизотропен по твердости, это немедленно сказывается на показаниях, и вносит существенную погрешность. In the process of blunting, the average value of the amplitude is sequentially compared with certain values of the blunting scale (a set of specially formed voltage levels with which AE signals converted to voltages are compared) and, accordingly, the degree of wear of the tool is determined on the scale. Naturally, if the speed, cutting depth changes during the wear registration process, and the material of the workpiece is non-isotropic in hardness, this immediately affects the readings and introduces a significant error.

Поэтому используется комбинация, в частном случае пара излучатель 10, приемник 15. УЗ колебания от 10 распространяются по скалке 2, цилиндрическое тело которой представляет в этом случае достаточно хороший волновод, попадают в оправку 4, представляющую собой не менее хороший волновод, проходят резец 5 с асимметричной конфигурацией, рассеивающей акустические колебания во всевозможных направлениях, и через плотный акустический контакт, всегда существующий именно в процессе резания, поступают в обрабатываемое изделие 6. Therefore, a combination is used, in the particular case of steam, the emitter 10, the receiver 15. Ultrasonic vibrations from 10 propagate along the rolling pin 2, the cylindrical body of which in this case is a fairly good waveguide, fall into the mandrel 4, which is no less than a good waveguide, cutter 5 s asymmetric configuration, scattering acoustic vibrations in all possible directions, and through a dense acoustic contact, always existing precisely during the cutting process, enter the workpiece 6.

Плотный акустический контакт между лыской 22 (фиг.3) и изделием 6 (фиг. 1) автоматически осуществляется в пределах площадки износа режущей части инструмента. Следовательно, количество энергии УЗ колебаний, проходящих в изделие 6 по указанному пути, пропорционально величине площади износа режущей части инструмента. Распространяясь произвольным образом по изделию 6, отражаясь от многочисленных граней и образуя малопредсказуемые стоячие волны, колебания достигают приемника 15, в зоне которого также могут возникнуть стоячая волна вдоль направления оси растачивания, изменяющая свою фазу по мере продвижения резца 5 вдоль этой оси растачивания в изделии 6. Tight acoustic contact between the flat 22 (Fig.3) and the product 6 (Fig. 1) is automatically carried out within the wear area of the cutting part of the tool. Therefore, the amount of energy of ultrasonic vibrations passing into the product 6 along the specified path is proportional to the size of the wear area of the cutting part of the tool. Arbitrarily spreading over the product 6, reflected from numerous faces and forming unpredictable standing waves, the oscillations reach the receiver 15, in the zone of which a standing wave can also appear along the direction of the boring axis, changing its phase as the tool 5 moves along this boring axis in the product 6 .

Следовательно, напряжение преобразованных колебаний будет меняться от некоторого максимума до минимума по мере перемещения в пределах четверти длины волны колебания. Therefore, the voltage of the converted oscillations will vary from a maximum to a minimum as it moves within a quarter of the oscillation wavelength.

На частоте, существенно отличающейся от частоты функционирования пары 10 и 15, работает другая комбинация излучатель-приемник на преобразователях 11 и 18 соответственно. Причем желательно, чтобы отношение частот, на которых функционируют эти комбинации, представлялось бы иррациональным числом, но если этому препятствуют, например, геометрические размеры пьезоэлемента, которые полностью определяют его собственную частоту, то необходимо, чтобы отношение выражалось числом с дробной частью во избежание возникновения генерации на гармонической составляющей любого из приемников. Желательно также разнесение в пространстве друг от друга как излучателей, так и приемников, чтобы обусловить затухание более высокой частоты на большем пути. Другими словами, следует располагать преобразователи, функционирующие на меньших частотах, далее, чем преобразователи, функционирующие на более высоких частотах. Существенно и обратное направление распространения УЗ-колебаний, т.е. от преобразователя 17 (излучателя), размещенного на столе, к преобразователю 12 (приемнику), находящемуся в шпиндельном узле (преобразователями 12 и 17 образована третья комбинация). At a frequency significantly different from the frequency of functioning of the pair 10 and 15, another emitter-receiver combination operates on the converters 11 and 18, respectively. Moreover, it is desirable that the ratio of the frequencies at which these combinations operate would be represented by an irrational number, but if, for example, the geometric dimensions of the piezoelectric element, which completely determine its natural frequency, impede this, it is necessary that the ratio be expressed as a number with a fractional part in order to avoid generation on the harmonic component of any of the receivers. It is also desirable to separate in space from each other both emitters and receivers in order to cause attenuation of a higher frequency on a larger path. In other words, converters operating at lower frequencies should be located further than converters operating at higher frequencies. The opposite direction of the propagation of ultrasonic vibrations is also significant, i.e. from the transducer 17 (emitter) placed on the table to the transducer 12 (receiver) located in the spindle unit (the third combination is formed by transducers 12 and 17).

Если эта пара преобразователей 17 и 12 функционирует на той же частоте, что и пара преобразователей 10 и 15, то практика показала малую вероятность, чтобы фазы стоячих волн в зонах преобразователей 12 и 15 синхронно в пространстве и времени совпадали, а следовательно, в какой то мере повышается достоверность измерений за счет исключения влияния стоячих волн. If this pair of transducers 17 and 12 operates at the same frequency as the pair of transducers 10 and 15, then practice has shown a small probability that the phases of the standing waves in the zones of transducers 12 and 15 coincide synchronously in space and time, and therefore, at some the measure increases the reliability of measurements by eliminating the influence of standing waves.

Дополнительный эффект достигается путем подбора комбинаций преобразователей более чем по два, функционирующих на одной и той же частоте. An additional effect is achieved by selecting combinations of transducers of more than two, operating at the same frequency.

Например, если в случае рассмотренного выше расточного станка используются комбинации преобразователей 10, 15, 16 или 11, 18, 19 и 17, 12, 14 и, если приемники расположены вдоль оси распространения колебаний, то при наличии в зоне этих приемников стоячих волн один из преобразователей-приемников 15 и 16 и аналогично 18 и 19 окажется сдвинутым по фазе колебания на четверть периода, и среднее значение измеряемой за период величины окажется относительно стабильным и зависящим только от величины площади лыски 22 (фиг. 2). Следует обратить внимание на то, что лыска 22 имеет треугольную форму. Практика показала, что в абсолютном большинстве случаев форма лыски имеет именно такой вид, как на фиг.2. For example, if in the case of the boring machine discussed above, combinations of transducers 10, 15, 16 or 11, 18, 19 and 17, 12, 14 are used and, if the receivers are located along the axis of propagation of oscillations, then if there are standing waves in the zone of these receivers, one of transducers-receivers 15 and 16 and similarly 18 and 19 will be phase shifted by a quarter of the period, and the average value measured over the period will be relatively stable and dependent only on the size of the flat area 22 (Fig. 2). You should pay attention to the fact that the flat 22 has a triangular shape. Practice has shown that in the vast majority of cases, the shape of the flat is exactly the same as in figure 2.

Сопоставление измерений, полученных в каждом отдельном случае при использовании всех частных комбинаций преобразователей, позволяет избежать погрешности измерений каждого из случаев по отдельности. Совокупный результат измерений количественно практически абсолютно точно отражает степень притупления инструмента по площади лыски на задней грани режущей части инструмента. A comparison of the measurements obtained in each individual case when using all particular combinations of transducers allows avoiding the measurement error of each case separately. The total measurement result quantitatively almost absolutely accurately reflects the degree of blunting of the tool along the flat area on the rear edge of the cutting part of the tool.

Существуют и некоторые другие помехи, которые следует преодолеть во избежание погрешностей измерения. К этим помехам относятся помехи возникающие, например, при сверлении. Обусловлены эти помехи тем, что спиральные полости между сверлом и обрабатываемым изделием заполнены стружкой неравноплотно забивающей эти полости, что приводит к переменному, прерывному акустическому контакту между сверлом в зоне упомянутых полостей и изделием. При хорошем усреднении во избежание влияния этого обстоятельства следует внести некоторые коррективы в формирование шкалы напряжения в сторону повышения значений шкалы. Аналогичное следует применять при фрезеровании концевыми фрезами малых диаметров, с тем отличием, что полости между режущими частями фрезы забиты меньше, чем при сверлении, особенно при глубоком сверлении, и поэтому коррекция менее затруднительна, а результирующая точность отсчета много выше. Влияет также и сливная стружка, при расточке вязких сталей, которая плотно заполняет лунку, если таковая имеется, или прилегает к передней грани резца, образуя прерывистый акустический контакт. Методы борьбы с этими шумами аналогичны описанным, с той разницей, что необходимо принимать во внимание вязкие свойства обрабатываемого материала. There are some other obstacles that must be overcome in order to avoid measurement errors. This interference includes interference arising, for example, during drilling. These interferences are caused by the fact that the spiral cavities between the drill and the workpiece are filled with chips unequally clogging these cavities, which leads to alternating, intermittent acoustic contact between the drill in the zone of the said cavities and the product. With good averaging, in order to avoid the influence of this circumstance, some adjustments should be made to the formation of the voltage scale in the direction of increasing the scale values. A similar one should be applied when milling with end mills of small diameters, with the difference that the cavities between the cutting parts of the milling cutter are less clogged than during drilling, especially during deep drilling, and therefore the correction is less difficult, and the resulting reading accuracy is much higher. Drainage shavings are also influential when boring viscous steels, which densely fills the hole, if any, or adheres to the front edge of the cutter, forming intermittent acoustic contact. Methods of dealing with these noises are similar to those described, with the difference that it is necessary to take into account the viscous properties of the processed material.

Достоинством предлагаемого устройства является возможность сопоставления качественных результатов измерения, полученных путем анализа состояния режущей части инструмента с разных сторон от зоны резания, и количественного определения величины площади притупления (лыски), образованной на задней грани режущей части инструмента в процессе резания на металлорежущем станке. The advantage of the proposed device is the ability to compare qualitative measurement results obtained by analyzing the state of the cutting part of the tool from different sides of the cutting zone, and quantitatively determining the magnitude of the blunting area (flat) formed on the rear face of the cutting part of the tool during cutting on a metal cutting machine.

Работа предлагаемого устройства опытно проверена на станке-стенде в лабораторных условиях и полностью подтвердила все изложенные выше ожидания разработчика. Была получена практически прямая пропорциональность между измеренной предлагаемым устройством и фактически измеренной с помощью оптических средств площадью притупления задней грани инструмента. Разброс показаний оказался в пределах не превышающих плюс минус 15% Можно утверждать, что отсчет начинается от величины "а" (фиг.2) не более 0,15 мм. При "а", превышающей 3,5 мм, начинается активный процесс трещинообразования и выкрашивания режущей части инструмента, который сразу же фиксируется устройством для регистрации указанных величин (не показано), параллельно подключенным (не показано) к приемнику 9 (фиг.1) сигналов АЭ. The operation of the proposed device was experimentally tested on a bench machine in laboratory conditions and fully confirmed all the developer’s expectations set forth above. Almost direct proportionality was obtained between the measured proposed device and actually measured using optical means the area of the blunting of the rear edge of the tool. The scatter of readings was within not exceeding plus or minus 15%. It can be argued that the countdown starts from the value of "a" (figure 2) no more than 0.15 mm. When "a" exceeding 3.5 mm, the active process of cracking and chipping of the cutting part of the tool begins, which is immediately fixed by the device for recording the indicated values (not shown), connected in parallel (not shown) to the receiver 9 (Fig. 1) of signals AE.

Claims (2)

1. Устройство для диагностирования режущей части инструмента, содержащее пьезоэлектрические преобразователи, отличающееся тем, что пьезоэлектрические преобразователи скомпонованы в виде не менее одной комбинации излучатель - приемник с возможностью размещения излучателя и приемника по разные стороны зоны резания, при этом размеры и форма излучателя и приемника в комбинации идентичны. 1. A device for diagnosing the cutting part of the tool, containing piezoelectric transducers, characterized in that the piezoelectric transducers are arranged in the form of at least one emitter-receiver combination with the possibility of placing the emitter and receiver on different sides of the cutting zone, while the dimensions and shape of the emitter and receiver in the combinations are identical. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество преобразователей одного вида в комбинации выбрано не менее двух, при этом расстояние S между преобразователями одного вида по одну сторону зоны резания определяется по зависимости
S (n + 0,25)l,
где l длина волны ультразвуковых колебаний;
n целое число.
2. The device according to claim 1, characterized in that the number of transducers of one type in combination is selected at least two, while the distance S between transducers of the same type on one side of the cutting zone is determined by the dependence
S (n + 0.25) l,
where l is the wavelength of ultrasonic vibrations;
n is an integer.
RU92005336A 1992-10-28 1992-10-28 Device for diagnosis of middle portion of tool RU2069122C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005336A RU2069122C1 (en) 1992-10-28 1992-10-28 Device for diagnosis of middle portion of tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005336A RU2069122C1 (en) 1992-10-28 1992-10-28 Device for diagnosis of middle portion of tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92005336A RU92005336A (en) 1995-05-10
RU2069122C1 true RU2069122C1 (en) 1996-11-20

Family

ID=20131804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92005336A RU2069122C1 (en) 1992-10-28 1992-10-28 Device for diagnosis of middle portion of tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2069122C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Дией Е.Н., Дорнфельд Д.А. Диагностика износа инструмента при торцевом фрезеровании методом акустической эмиссии. Труды американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. N 3.- М.: Мир, 1988. 2. Проспект фирмы "BRANKAMP". Слежение за процессом обработки на токарных автоматах с устройством ЧПУ типа CNC и на обрабатывающих центрах. 3. Авторское свидетельство СССР N 1776492, кл. B 23 B 25/06, 1990. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dimla, Snr The correlation of vibration signal features to cutting tool wear in a metal turning operation
US5821427A (en) Liquid velocity measurement using curve fitting for peak velocity detection
WO2006038910A2 (en) Method and device for ultrasonic vibration detection during high-performance machining
Teti et al. Modeling and experimental analysis of acoustic emission from metal cutting
JPS60219580A (en) Measuring device by sound
US20020011120A1 (en) Flowmeter
US9726590B2 (en) Suspended sediment meter
US4551017A (en) Laser doppler velocimeter for measuring torsional vibration
RU2069122C1 (en) Device for diagnosis of middle portion of tool
Li et al. Bearing localized defect detection by bicoherence analysis of vibrations
Kim et al. Milling cutter wear monitoring using spindle shaft vibration
US3922907A (en) In-bore turbine inspection device
Liu et al. Improved dynamic cutting force model in peripheral milling. Part II: experimental verification and prediction
Abu-Zahra et al. Analytical model for tool wear monitoring in turning operations using ultrasound waves
Lemaster et al. Monitoring tool wear during wood machining with acoustic emission
US4492117A (en) Ultrasonic nondestructive test apparatus
Lian et al. Ultrasonic roughness measurement based on scattering attenuation
JP2007017298A (en) Surface inspecting method and surface inspection device
Mangaiyarkarasi et al. Characterization of Laser Ultrasonic in Ablation Regime Using Filter and Hilbert Transform
Douville et al. Critical evaluation of continuous‐wave Doppler probes for carotid studies
JP2659236B2 (en) Ultrasonic probe
Keraita et al. Lathe stability charts via acoustic emission monitoring
Coker et al. In-process monitoring of surface roughness utilizing ultrasound
Nguyen et al. Ultrasonic evaluation of the pitch of periodically rough surfaces from back side
JPS59122944A (en) Probe and ultrasonic wave flaw detecting method