RU2024006C1 - Method of wear inspection of cutting tool - Google Patents
Method of wear inspection of cutting tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2024006C1 RU2024006C1 SU4915513A RU2024006C1 RU 2024006 C1 RU2024006 C1 RU 2024006C1 SU 4915513 A SU4915513 A SU 4915513A RU 2024006 C1 RU2024006 C1 RU 2024006C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- wear
- cutting
- signals
- amplitudes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для определения износа инструмента по задней поверхности в процессе резания. The invention relates to the processing of metals by cutting and can be used to determine tool wear on the rear surface during cutting.
Известен способ определения износостойкости режущего инструмента при обработке заготовки на станке [1], заключающийся в том, что для эталонного инструмента определяют корреляционную связь между периодом износостойкости и приращением сигнала акустической эмиссии, полученного на холостом ходу станка и при резании. A known method for determining the wear resistance of a cutting tool when machining a workpiece on a machine [1], which consists in the fact that for the reference tool, a correlation between the wear period and the increment of the acoustic emission signal obtained at idle and during cutting is determined.
Исследуемым инструментом осуществляют резание, аналогично определяют приращение сигнала акустической эмиссии и по полученной корреляционной зависимости определяют значение износостойкости исследуемого инструмента. The tool under study is cut, the increment of the acoustic emission signal is similarly determined, and the wear resistance value of the tool under study is determined from the obtained correlation dependence.
Однако данный способ имеет следующие недостатки. Измерение амплитуды сигнала акустической эмиссии производится при изменяющейся температуре, что в процессе измерения не обеспечивает оптимальности, так как измерение производят при одновременно меняющихся и взаимодействующих технологических режимах (скорости, подаче, глубине резания). However, this method has the following disadvantages. The measurement of the amplitude of the acoustic emission signal is carried out at a changing temperature, which during the measurement process does not provide optimality, since the measurement is carried out under simultaneously changing and interacting technological modes (speed, feed, cutting depth).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, реализованный в устройстве для контроля состояния режущего инструмента [2], заключающийся в том, что при механической обработке в результате взаимодействия детали и инструмента создается сигнал акустической эмиссии, который измеряется. Одновременно определяется расход СОЖ. Оценивают амплитуду акустического сигнала, сигнал запоминают и принимают за образцовый. В процессе работы производят сравнение текущего сигнала с образцовым. По результатам производится оценка степени износа инструмента и на основе оценки в систему ЧПУ станка выделяется сигнал для изменения при необходимости параметров процесса механообработки. The closest technical solution, selected as a prototype, is the method implemented in the device for monitoring the state of the cutting tool [2], which consists in the fact that during machining as a result of the interaction of the part and the tool creates an acoustic emission signal, which is measured. At the same time, the coolant consumption is determined. The amplitude of the acoustic signal is estimated, the signal is remembered and taken as exemplary. In the process, the current signal is compared with the exemplary one. Based on the results, an assessment is made of the degree of wear of the tool and, based on the evaluation, a signal is allocated to the CNC system of the machine to change, if necessary, the parameters of the machining process.
Недостатком данного способа является низкая достоверность контроля, так как используются сигналы малоинформативные и сильно подверженные помехам, в частности микрофоном регистрируются колебания звукового диапазона (16-2˙104) Гц.The disadvantage of this method is the low reliability of the control, since the signals are uninformative and highly susceptible to interference, in particular, the sound frequency range (16-2-10 4 ) Hz is recorded by a microphone.
Цель изобретения - повышение достоверности контроля износа режущего инструмента. Это достигается тем, что зондируют зону резания сигналами частотой (106-107) Гц, при рабочей подаче инструмента изменением скорости резания поддерживают температуру в зоне резания практически постоянной, периодически уменьшают подачу инструмента до фиксированного, при этом также измеряют амплитуду указанных сигналов и по отношению амплитуд этих сигналов при рабочих и уменьшенных подачах инструмента определяют его износ.The purpose of the invention is to increase the reliability of control of wear of the cutting tool. This is achieved by probing the cutting zone with signals with a frequency of (10 6 -10 7 ) Hz, when the tool feeds by changing the cutting speed, the temperature in the cutting zone is kept almost constant, the tool feed is periodically reduced to a fixed one, while the amplitude of the indicated signals is also measured and the ratio of the amplitudes of these signals at working and reduced tool feeds determines its wear.
На фиг. 1 представлена схема устройства конкретной реализации данного способа; на фиг. 2 - зависимость средней величины фаски износа по задней поверхности инструмента от отношения амплитуд отраженных сигналов при уменьшенных и рабочих подачах. In FIG. 1 shows a diagram of a device for a specific implementation of this method; in FIG. 2 - dependence of the average value of the chamfer of wear on the rear surface of the tool on the ratio of the amplitudes of the reflected signals at reduced and working feeds.
Предложенный способ реализуется следующим образом. The proposed method is implemented as follows.
Устройство для реализации данного способа содержит инструментальный узел 1 с пьезопреобразователем, смонтированным в режущем инструменте, ультразвуковой измеритель 2, управляющую ЭВМ 3, исполнительный орган 4 привода главного движения, исполнительный орган 5 привода подач, датчик 6 температуры, обрабатываемую деталь 7 и патрон 8. A device for implementing this method comprises an
В процессе резания пьезопреобразователем 1 производят зондирование зоны резания акустическим сигналом с частотой (106-107) Гц и регистрируют амплитуду отраженного сигнала Ар ультразвуковым измерителем, преобразованный сигнал от которого поступает на управляющую ЭВМ 3.In the process of cutting with a
В процессе механической обработки скорости резания через исполнительный орган 4 изменяют таким образом, чтобы температура в зоне резания, измеряемая датчиком 6, поддерживалась постоянной. При этом сигнал от датчика 6 также передается на управляющую ЭВМ 3, где непрерывно сравнивается и преобразуется в сигнал управления скоростью. During the machining process, the cutting speeds through the
В определенный момент времени исполнительный механизм 5 производит кратковременное уменьшение подачи резца, при котором также производится зондирование и регистрация амплитуды отраженного сигнала Ау.At a certain point in time, the
Отношение Ау/Ар при помощи ЭВМ сравнивается с аналогичной величиной по корреляционной зависимости, полученной при обработке эталонной пары деталь-инструмент.The ratio A y / A r using a computer is compared with a similar value in the correlation dependence obtained by processing the reference pair of part-tool.
По величине отношения Ау/Ар судят о величине фаски износа.The magnitude of the ratio A y / A p is judged on the value of the chamfer wear.
Предложенный способ основан на том, что процессы снятия припуска, образования стружки и обработанной поверхности, а также образования поверхностей износа сопровождаются выделением импульсов акустической эмиссии в диапазоне частот 103-109 Гц, причем импульсы, обусловленные износом и разрушением режущего инструмента наиболее четко проявляются в области частот 106-107 Гц.The proposed method is based on the fact that the processes of removal of allowance, chip formation and the machined surface, as well as the formation of wear surfaces are accompanied by the emission of acoustic emission pulses in the frequency range 10 3 -10 9 Hz, and the pulses due to wear and destruction of the cutting tool are most clearly manifested in frequency range 10 6 -10 7 Hz.
П р и м е р. Проводят точение партии 100 шт. заготовок из материала сталь 45 резцом из твердого сплава Т15К6. Скорость резания изменяют в пределах 100-150 м/мин так, чтобы температура на поверхности контакта составляла 450-500оС и поддерживалась постоянной. В процессе резания проводили зондирование зоны резания акустическим сигналом пьезопреобразователя ЦТС-19 с резонансной частотой 2,5 мГц и регистрировали амплитуды отраженных сигналов Ар. Данные об измерении температуры преобразовывали в сигнал управления скоростью при помощи управляющей микроЭВМ "Электроника НЦ-31" станка с ЧПУ 16К20Т1.PRI me R. Spend the batch of 100 pcs. workpieces made of steel 45 material with a T15K6 carbide cutter. The cutting speed is varied within 100-150 m / min, so that at the contact surface temperature was about 450-500 C and maintained constant. In the process of cutting, the cutting zone was probed with the acoustic signal of the TsTS-19 piezoelectric transducer with a resonant frequency of 2.5 MHz and the amplitudes of the reflected signals A r were recorded. The temperature measurement data was converted into a speed control signal using a 16K20T1 CNC machine, a microcircuit of Electronics NTs-31.
Периодически на каждой заготовке производили кратковременное уменьшение подачи, при которой также осуществляли зондирование и регистрацию амплитуд отраженных сигналов Ау, которые поступали в ЭВМ и сравнивались с корреляционной зависимостью Ау/Ар = f (h3) эталона. Поле рассеяния значений h3 в зависимости от Ау/Ар ограничено кривыми 1 и 3, а средние значения величин износа при обработке партии деталей показаны кривой 2. Максимальная дисперсия износа h3 по критерию отношения амплитуд Ау/Ар акустической эмиссии, указанной в области режимов резания, составила 40-50%. Использование же в качестве критерия износа h3 отношения величин удельного электросопротивления Rу/Rр при обработке в тех же условиях дает дисперсию в 3-4 раза больше.Periodically, on each blank, a short-term decrease in supply was made, at which sounding and recording of the amplitudes of the reflected signals A y , which were received by the computer and were compared with the correlation dependence A y / A p = f (h 3 ) of the standard, were also carried out. The scattering field of values of h 3 depending on A y / A p is limited by
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4915513 RU2024006C1 (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Method of wear inspection of cutting tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4915513 RU2024006C1 (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Method of wear inspection of cutting tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024006C1 true RU2024006C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21562893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4915513 RU2024006C1 (en) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | Method of wear inspection of cutting tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024006C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105067469A (en) * | 2015-07-27 | 2015-11-18 | 西北工业大学 | Parameter adjustable-right angle and oblique angle cutting test apparatus and cutting method thereof |
-
1991
- 1991-03-14 RU SU4915513 patent/RU2024006C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1441260, кл. G 01N 3/58, 1986. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1499181, кл. G 01N 3/58, 1987. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105067469A (en) * | 2015-07-27 | 2015-11-18 | 西北工业大学 | Parameter adjustable-right angle and oblique angle cutting test apparatus and cutting method thereof |
CN105067469B (en) * | 2015-07-27 | 2017-10-10 | 西北工业大学 | A kind of cutting process at the right angle of adjustable parameter and inclined cutting experimental rig |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4559600A (en) | Monitoring machine tool conditions by measuring a force component and a vibration component at a fundamental natural frequency | |
Rao | Tool wear monitoring through the dynamics of stable turning | |
US4831365A (en) | Cutting tool wear detection apparatus and method | |
Hase et al. | The relationship between acoustic emission signals and cutting phenomena in turning process | |
US4724524A (en) | Vibration-sensing tool break and touch detector optimized for machining conditions | |
US4694686A (en) | Cutting tool wear monitor | |
US4365133A (en) | Method of and apparatus for electroerosively machining a 3D cavity in a workpiece | |
König et al. | Tool monitoring of small drills with acoustic emission | |
El Gomayel et al. | On-line tool wear sensing for turning operations | |
GB2089267A (en) | Sensing tool electrode wear in electroerosion machining | |
Lee et al. | Prospects for in-process diagnosis of metal cutting by monitoring vibration signals | |
RU2024006C1 (en) | Method of wear inspection of cutting tool | |
US5187669A (en) | Programmable surface sensor for machining rough stock | |
Abu-Zahra et al. | Calibrated method for ultrasonic on-line monitoring of gradual wear during turning operations | |
XiaoQi et al. | In-process tool monitoring through acoustic emission sensing | |
Waschkies et al. | Tool wear monitoring at turning | |
Keraita et al. | Lathe stability charts via acoustic emission monitoring | |
RU2163182C1 (en) | Method for determining roughness degree of surface of part at cutting it in metal cutting machine tool | |
Waschkies et al. | Tool wear monitoring at turning and drilling | |
SU1301643A1 (en) | Method of mechanical working | |
SU1765758A1 (en) | Method for proximate monitoring of manufactured surface | |
US4472970A (en) | Method of measuring the dimensions of tools and/or workpieces of metal | |
SU1022780A1 (en) | Rectilinear sliding guides | |
SU1211640A1 (en) | Method of determining optimum cutting speed in machining materials | |
Melnychuk et al. | Three-parameter system for monitoring the wear of cutting tools on CNC machines in automated production conditions |