Способ прогнозирования стойкости режущего инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1232380 А 5 ц 4 В 23 В 25 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТА, при котором во истрируют сигналы озникающие в зоне ам этих сигналов трумента, отличающ овышения точности огических возможно метра, характеризую ют моду амплитудног ов акустической эм мального износа реж е его приработки. 5-0 время обрабо акустической э резания, и по п судят о стойко ийся тем, что, си расширения стей, в качеств шего стойкость, в о распределения иссии на участ ущего инструмен 8.8)тка резанием, 1983,м,В 2 09 МР 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНтки ремиссии, араметсти инцелью техное пара- ыбира- сигнаке норта пос1232380 мостью. Точки конца приработки и начала катастрофического износа принадлежат этому участку. В этом случае акустическая энергия, генерируемая на участке нормального износа режущего инструмента и ее характеристика - мода амплитудного распределения (АР) сигналов акустической эмиссии (АЭ), является производной линейной зависимости изнашивания режущего инструмента и определяет обратную величину тангенса угла наклона.Требование обеспечения постоянства акустического сопротивления волноводного тракта зона резания - датчик установлено экспериментально и необходимо для обеспечения сравнимости результатов.Таким образом, зная значения мод АР сигналов АЭ (тангенсы углов наклона кривых изнашивания) для различных условий обработки, а также определяя экспериментально для одного из значений моды АР сигналов АЭ соответствующую стойкость инструмента, расчетным путем получают искомые стойкости инструмента для других условий обработки, Однако стойкостные испытания необходимо проводить для оптимальных условий механической обработки (условий минимальной интенсивности износа инструмента), так как это повышает точность способа ввиду физических особенностей процесса резания.Пример 1, Прогнозирование стойкости инструмента при проведении оптимизации с целью повышения производительности оборудования при фрезеровании.Используют фрезы концевые для обработки титана и высокопрочных сталей с материалом режущей части Р 6 М 5 К 5, 2= 3, д=16 мм, в=40 и геометрией заточки Р,=4. а=16.Обрабатываемый материал ВТЗ - 1. Условия обработки; 5=0,05 мм/об, 1=2 мм, В=25 мм. Время регистрации сигналов АЭ (время экспозиции 1 э) 41 с. Фреза вставлена в переходную втулку, которая закреплена в шпинделе станка усилием затяжки 80 нм с помощью тарированного ключа. Оптимизируемым параметром является скорость резания. Замеры проводят на участке нормального износа инструмента. Результаты приведены в табл. 1. 5 10 15 20 25 30 35 40 0,05 0,1 7, м/с 0,15 10 30 40 Амоды Изобретение относится к способам выбора оптимальных технологических параметров процессов механической обработки, обеспечивающих наименьший износ режущего инструмента при наибольшей производительности труда, и может быть использовано при механической обработке в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности и расширение технологических возможностей за счет выбора в качестве контролируемого параметра моды амплитудного распределения сигналов акустической эмиссии.На фиг. 1 представлены результаты эксперимента по прогнозированию стойкости Т режущего инструмента при варьировании скорости резания Ъ при точении; на фиг, 2 - то же, при варьировании подачи 5 о при точении; на фиг. 3 - то же, при варьировании глубины резания 1 при точении.В результате экспериментов установлено, что зависимость между значениями стойкости инструмента Т и величиной моды амплитудного распределения А. сигналов акустической эмиссии, генерируемых в зоне реза. ния, можно считать линейной,Способ осуществляют сдедующим образом.Постоянное акустическое сопротивление волноводного тракта зона резания - датчик регистрирует значения мод амплитудных распределений сигналов акустической эмиссии на участке нормального износа режущего инструмента для исследуемого диапазона условий механической обработки, для оптимальных условий механической обработки проводят стойкостные испытания и путем установления соответствия между модой, значением стойкости для оптимальных условий обработки и значениями мод для других условий механической обработки получают величины прогнозируемых стойкостей для исследуемых условий механической обработки.Способ основан на следующих положениях. Известно, что кривая изнашивания инструмента характеризуется участками приработки нормального и катастрофического износа, Причем участок нормального износа можно аппроксимировать линейной зависиОптимальная скорость Чопт=0,2 м/с, так как соответствующая ей мода имеет максимальное значение. С учетом того, что измерения произведены на участке нормального износа инструмента, приступают к даль 1 Т 1 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 98 81 76 55 44 нейшему анализу величин мод. Разделяют все значения мод на А" = 98, т.е. приходят к относительному коэффициенту Кп = / Ам /1/ Ап%пт. Резул ьтаты п ри Веден ы В табл. 2.1232380 Таблица 2 11 11 Ч, м/с О, 05 О, 1 О, 15 О, 2 0,25 0,3 О, 35 0,4 Кп 0,1 0,31 0,41 1 0,83 0,78 0,56 0,45 Т; = Топт / Ам /1//Ам/опт ( 1 ) 1 11 11 11 1 7, м/с 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Т, мин 4 12,4 16,4 40 33,2 31,2 22,4 18 1111111 1 7, м/с 0,05 0,1 О, 15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Т , мин 30 93 123 300 249 234 168 135 Та блица 5 Нитрид Нитрид Окись титана хрома хрома НенапыУпрочнениеленные 10 60 40 20 Таблица 6 НенапыУпрочнениеленные Нитрид Нитрид Окись титана хрома хрома 0,17 0,33 1 0,67 Кп Для оптимальной скорости проводят стой- костные испытания до величины износа по задней поверхности Ьз=0,25 мм. При этом Топт=40 мин. Соответствующие стойкости для других условий обработки находят по формуле Анализируя табл, 3, можно сказать, что экономически выгодно повысить производительность оборудования и вести обработку при скорости 7=0,3 м/с и при этом терять в стойкости всего 8,8 мин./ Пример 2. Прогнозирование стойкости упрочненных режущих инструментов.Инструмент, условия резания и обрабатываемый материал те же, что и в примере 1. Используются фрезы ненапыленные, напы ленные нитридом титана, нитридом хрома и окисью хрома. Требуется определить лучОчевидно, что максимальную стойкостьимеют фрезы с напылением нитридом хрома. Результаты представлены в табл. 3. Однако при 7=0,2 м/с получают Т-.= =300 мин, Используя формулу (1), получают результаты, представленные в табл, 4. шее упрочнение и его экономическую целесообразность.Закрепляют каждую фрезу моментом затяжки 80 нм (обеспечивая постоянство акустического сопротивления). Замеры производят на участке нормального износа инструмента. Результаты приведены в табл. 5. Значения относительного коэффициента Кпприведены в табл. 6.1232380 Упрочнение фрез нитридом хрома повышает стойкость в 5,9 раза,Таблица 7 Окись хрома Нитрид Нитридтитана хрома Упрочнение Ненапы ленныеТ,ми б 60 1,5 м иг. лексее Для фрезы, напыленной нитридом хрома, проводят стойкостные испытания и находят ЧоТ= 235 мин. По формуле (1) находят Т; (табл. 7). Редактор Н, ДанкуличЗаказ 2500112ВНИИПИ Гопо делам113035, МоскваФилиал ППП Па Составитель В.Техред И. ВересТираж 1001дарственного коизобретений иЖ - 35, Раушснт, г. Ужгород митета открыт ая набул. П Корректор С.ПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4