Способ контроля износа режущего инструмента

(71) Институт машгии Дальневосточ.В.Конаков, ВПаладин и О,А металлур- АН СССР Н.Аникин, .ЛапонниИ троля метод цессе поль металпределения износострумента, по котовской обработке р, характеризующий ность амплитуд АЭ в кГц при резании поий резания и на хоОО (Я пособа является йкости - амплид АЗ - не являетгнозировании о инструмента, льным параметта является чисмере увеличения распределения льного протывает не- , в процессе ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СС М 1441260, кл. О 01 й 3/58, 1988Авторское свидетельство СС Мт 921689, кл. В 23 В 25/06, 1980 обретение относится к способам конрежущего инструмента, в частности к ам акустической эмиссии (АЗ), в проего эксплуатации и может быть исовано в автоматизированном ообрабатывающем производстве,Известен способ остойкости режущего инрому при механичрегистрируют параметизносостойкость, - раздиапазоне частоты 450сле стабилизации условл остом ходу.ттсит Недостатком данного со, что параметр износостоуда или разность амплитуя надежным при прозносостойкости режущеак как наиболее чувствитеом АЭ к износу инструмено импульсов, которое позноса растет, а дисперсименьшается.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА Р УЩЕГО ИНСТРУМЕНТА57) Использование: контроль режущего инструмента методом акустической эмиссии в автоматизированном металлобрабатывающем производстве. Сущность изобретения; регистрируют суммарное число импульсов в периоды холостого хода, по которому осуществляют контроль износа режущего инструмента. 2 ил. Наиболее близким к изобретению является способ активного контроля износа режущего инструмента, заключающийся в регистрации параметров акустической эмиссии, возникающей в процессе обработки, Согласно способу, регистрируется общее число импульсов АЭ в процессе резания 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 для контроля за износом твердосплавного и быстро- режущего инструмента дает хорошие результаты, но использование его для контроля за состоянием инструмента из минеральной керамики невозможно из-за частых случаев катастрофического хрупкого разрушения задолго до достижения критической величины износа инструмента.Известно, что в условиях реаизводства инструмент обрабаскол ько деталей. Таким образомработы инструмента режущая кромка испытывает многократно термические удары - нагрев (период резания) и охлаждение (период холостого хода). В проведенных авторами исследованиях разрушения керамического инструмента установлено, что хрупкое макроразоушение керамикиобусловлено образованием и ростом на поверхности и в объемах материала микротрещин в период резания и холостого ходавследствие высокой хрупкости и низкой теплопроводности, склонности к терморастрескиванию керамики.Анализ сигналов АЗ, испускаемых керамикой в период холостого хода инструмента, показывает, что амплитуда этих сигналов может быть либо очень малой (процесс зарождения поверхностных субмикротрещин)либо очень большой (образование и распространение микротрещин в объеме материала). По способу-п рототипу такая информация учитываться не может, так какфиксируютсяимпульсы АЭ в процессе резания в узком диапазоне амплитуд, Таким образом, информация о накоплении повреждения инструмента за счет терморастрескивания в период холостого хода не будет учитываться. Однако для керамического инструмента значительная часть микротрещин возникает именно в периодоосоо хода, кода происходи Остывание инструмента, следствием чего является преждевременное непредсказуемое хрупкое разрушение режущей кромки в начальные периоды резания очередного циклаработы инструмента.Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет п рогнозирования предельного состояния минералокерамического инструмента, предшествующего хрупкому разрушению, на операциях с частой сменой периодов рабочего резания и холостого хода,На фиг,1 показаны зависимости изменения сигналов АЗ от количества обработанных деталей и или периодов холостогохода г; на фиг,2 - то же, от времени т. На чертежах кривая 1 - суммарное число им- ПУЛЬСОВ В ПЕРИОДЫ ХОЛОСТОГО ХОДЭ Мобщ,х.х кривая 2 - сигнал АЭ в период резания или износ по задней грани пз, зарегистрированные при обработке с периодами рабочегорезания и холостого хода соответственно 36 102025 3035 с и 60 - 90 с (фиг,1) и 6 с и 60 - 90 с (фиг,2),Примеры конкретного выполнения, 55Предлагаемый способ контроля режущего инструмента был опообован при обработке детали из стали ШХ 15 (НВС 40 - 43), В качестве режущих пластин брались четырехгранные пластины из минералокерамики ВОК. В первом случае проводилась обточка наружной поверхности кольца. Период рабочего реза составлял 36 с, а холостого хода 60 - 90 с (время, необходимое на замену обработанной детали), Режим резания: скорость резания У=200 м/мин; подача Во=0,1 мм/об, глубина 1,5 мм,Режимы резания подбирались таким образом, чтобы критический износ пластины фз.хр), соответствующий 0,4 мм, достигался примерно за 20 мин непрерывной работы инструмента (имеется в виду сумма периодов рабочих резов).Анализ полученных зависимостей 1 и 2 на фиг.1 показывает, что при достаточно малом количестве смен периодов резания и холостого хода прогнозирование предельного состояния металлокерамического инструмента можно вести как по способу-прототипу путем регистрации числа сигналов акустической эмиссии в период резания (см, зависимость 2), так и по предлагаемому способу (см. зависимость 1), Для данных условий резания предельное суммарное число импульсов холостого хода соответствует 65 - 70 имп,Во втором случае проводилась подрезка торца кольца, Период рабочего реза составлял 6 с, а период холостого хода оставался как и в первом случае 60 - 90 с, Режим резания: Ч.=195 - 200 м/мин; Яо=0,1 мм/об; 1=1,5 мм.Анализ подученных зависимостей 1 и 2 на фиг.2 показывает, что при частой смене периодов резания (в шесть раз больше, чем в первом случае) разрушение керамического инструмента происходит задолго до достижения им предельного износа пз.хр=0,4 мм, При таком режиме работы керамического инструмента возможно проводить прогнозирование разрушения по суммарному числу импульсов АЭ, зарегистрированных в периоды холостого хода. При регистрации примерно 250-280 импульсов необходимо менять режущую кромку, так как дальнейшая ее эксплуатация приводит к хрупкому разрушению всей пластины. До 90 О пластин, имеющих такое хрупкое разрушение, непригодны для дальнейшей работы, т.е. вместо 6 - 8 кромок используется всего лищь одна.Предлагаемый способ контроля износа режущего инструмента может быть реализовай и на других материалах и режимах резания, Использование предлагаемого способа контроля износа по сравнению с существующими способами позволяет прогнозировать преждевременное разрушение минералокерамических пластин и обеспечивать эксплуатацию всех режущих кромок, а1785832 бО О 5 оуг А 15 О ,47,Ю орректор С,йекмар Составитель В,ФадееТехред М.Моргентал Редактор С,Кулак Заказ 2",5ВНИИП Тираж Подарственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская наб исноеоткрытиям при ГКНТ С4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин также снизить брак обрабатываемых деталей и предотвратить возможные поломкиоборудования,Формула изобретенияСпособ контроля износа режущего инструмента, включающий регистрацию параметров акустической эмиссии,чм возникающей в процессе обработки, по которым определяют износ инструмента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, реги стрируют суммарное число импульсов акустической эмиссии в периоды холостого хода режущего инструмента, по которому определяют износ инструмента, Лам к.иип