SU1765758A1 - Method for proximate monitoring of manufactured surface - Google Patents

Abstract

Применение: технологи  машиностроени , металлообрабатывающа  промышленность , станкостроение. Сущность способа: осуществл ют резание детали, затем производ т возвратное движение режущего инструмента по траектории обработки. При возвратном движении режущего инструмента регистрируют параметры сигналов акустической эмиссии, в качестве информативного параметра выбирают эффективное значение уровн  сигнала, дополнительно к указанному параметру регистрируют мгновенные значени  частоты сигнала. Способ позвол ет исключить вли ние таких факторов , как твердость материала, глубина резани  и помеховые ситуации на оценку шероховатости детали, т.е. позвол ет повысить точность контрол  качества поверхности , 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Application: mechanical engineering, metalworking, machine tool industry. Essence of the method: the part is cut, then the cutting tool is moved back along the machining path. During the return movement of the cutting instrument, the parameters of the acoustic emission signals are recorded, the effective value of the signal level is chosen as an informative parameter, in addition to the specified parameter, the instantaneous frequency of the signal is recorded. The method makes it possible to eliminate the influence of such factors as material hardness, depth of cut, and interference situations on the evaluation of the roughness of the part, i.e. allows to increase the accuracy of surface quality control, 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к технологии машиностроени  и может быть использовано при экспресс-контроле обработанной поверхности .The invention relates to mechanical engineering technology and can be used in the express control of the treated surface.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  обработанной поверхности .The aim of the invention is to improve the accuracy of control of the treated surface.

Способ по сн етс  чертежом, где F - мгновенна  частота; А- средневыпр млен- ное (эффективное) значение акустической эмиссии (АЭ); шероховатость; L-длина обработанной поверхности; Fnop, Anop, Rnop- соответственно их пороговые значени .The method is explained in the drawing, where F is an instantaneous frequency; A - the average polynomial (effective) value of acoustic emission (AE); roughness; L-length of the treated surface; Fnop, Anop, Rnop, respectively, their threshold values.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Осуществл ют рабочее точение заготовки из твердого сплава ВК-15 заточенным резцом из АТП с геометрией а 10°, у 0, , ф 45°, р на стенкеТПК-125ВМCarry out the working turning of a hard alloy VK-15 billet with a sharpened ATP cutter with a geometry of 10 °, 0, ..., 45 °, p on the wall of TPK-125VM

с ЧПУ Электроника К60 с бесступенчатым приводом главного движени .CNC K60 electronics with stepless drive of the main movement.

Длина заготовки 20 мм, диаметр 30 мм, скорость вращени  200 об/мин, глубина резани  0,2 мм, скорость подачи 24 мм/мин.The workpiece length is 20 mm, diameter is 30 mm, the rotation speed is 200 rpm, the cutting depth is 0.2 mm, the feed speed is 24 mm / min.

Значение шероховатости измер ют при помощи профилометра-профилографа мод.201 завода Калибр,The roughness value is measured using a profilometer profilometer mod.201 of the Caliber plant,

После проведени  рабочего прохода осуществл ют возвратное движение режущего инструмента по траектории обработки при тех же частоте вращени  шпиндел  и скорости подачи инструмента. Измер ют средневыпр мленное значение сигнала АЭ и мгновенную частоту в полосе частот 80- 300 кГц. Коэффициент передачи тракта 2000.After the working passage has been completed, the cutting tool moves backward along the machining path at the same spindle speed and tool feed rate. The mean value of the AE signal and the instantaneous frequency in the frequency band of 80–300 kHz are measured. The transmission ratio of the tract 2000.

Использование параметров сигнала АЭ, в частности эффективного значени  уровн  сигнала АЭ и мгновенной частоты, позвол ет обнаруживать при возвратном движе 4 О СП ЧThe use of parameters of the AE signal, in particular, the effective value of the level of the AE signal and the instantaneous frequency, makes it possible to detect during the return movement 4 O SP C

СЛ 00SL 00

нии режущего инструмента по траектории обработки эффект касани  микронеровностей режущего инструмента и обработанной им поверхности, что вызывает слабую генерацию сигналов АЭ. При ухудшении ка- чества обработанной поверхности, в частности с повышением шереховатости и др. факторами, возрастают размеры микронеровностей , в результате чего происходит процесс резани , режущий инструмент как бы дообрабатывает заготовку, что вызывает рост уровн  и изменение спектрального состава АЭ. При наличии недовыработанных участков, св занных, например, с микросколами передней грани режущего инструмен- та или отклонением размеров от заданных, происходит резкий рост сигнала АЭ. Рост сигнала АЭ наблюдаетс  и при прохождении режущим инструментам участков с повышенной твердостью обрабатываемой поверхности.the cutting tool's trajectory effect on the contact between the asperities of the cutting tool and the surface processed by it, which causes weak generation of AE signals. When the quality of the treated surface deteriorates, in particular with an increase in roughness and other factors, the size of asperities increases, as a result of which the cutting process takes place, the cutting tool seems to process the workpiece, which causes an increase in the level and change in the spectral composition of the AE. If there are undeveloped areas associated, for example, with microsections of the front face of the cutting tool or the size deviation from the specified, there is a sharp increase in the AE signal. An increase in the AE signal is observed when the cutting tools pass through areas with increased hardness of the surface to be machined.

На чертеже видно, что отклонение шероховатости приводит к изменению средне- выпр мленного значени  сигнала АЭ и мгновенной частоты.It can be seen in the drawing that the deviation of the roughness leads to a change in the average rectified value of the AE signal and the instantaneous frequency.

В результате контрольных экспериментов были определены пороги, соответствующие значению Ra 0,45; АПор 900 мВ; Fnopf 22-10 имп./с.As a result of control experiments, thresholds were determined corresponding to the value of Ra 0.45; A prior 900 mV; Fnopf 22-10 imp./s.

За вл емый способ позвол ет избе- жать ошибок позиционировани , св занных с отводом режущего инструмента и его повторным позиционированием в место начала резани . Устран ютс  ошибки, св зан- ные со случайностью места касани  режущего инструмента и обрабатываемой поверхности при осуществлении прохода на холостом ходу, так как после обработки поверхность имеет форму спиралевидной волнистой поверхности, имеющей направ- ление, совпадающее с направлением подачи и отражающей форму вершина резца.The inventive method allows to avoid positioning errors associated with withdrawal of the cutting tool and its re-positioning at the place of the beginning of the cutting. Errors related to the accidental location of the contact of the cutting tool and the surface to be processed when making the passage at idle are eliminated, since after processing the surface has the shape of a spiral wavy surface having a direction coinciding with the feed direction and reflecting the shape of the tip of the tool.

В способе не будет иметь значени  на выступ или впадину попадет режущий инструмент , так как при возвратном движении он будет пересекать одинаковое количество следов от предыдущего прохода при резании , а спиралеобразный след инструмента будет идти в противоположном направлении . Это повышает точность метода при наличии зон с различной твердостью и шероховатостью . Кроме того, изменение направлени  подачи будет измен ть резонансные свойства системы СПИД, что позволит вы вить накопленные ошибки, про вл емые в волнистости поверхности, св занные с наличием детерминированных резонансных свойств системы СПИД при неизменной конфигурации системы и режимов.The method will have no value on the protrusion or trough of the cutting tool, since during the return movement it will cross the same number of tracks from the previous pass when cutting, and the spiral-shaped trail of the tool will go in the opposite direction. This increases the accuracy of the method in the presence of zones with different hardness and roughness. In addition, a change in the direction of supply will change the resonant properties of the AIDS system, which will make it possible to detect the accumulated errors exhibited in the surface undulation associated with the presence of deterministic resonant properties of the AIDS system with constant configuration of the system and modes.

Наиболее эффективным средством дл  реализации указанного способа  вл етс  использование метода АЭ, который несет обширную информацию из места соприкосновени  режущего инструмента и обрабатываемой поверхности. Частотна  область обнаружени  сигнала АЭ лежит значительно выше области обнаружени  частот системы СПИД, метод АЭ значительно более помехоустойчив в этом отношении. Эффективное значение сигнала АЭ в значительном диапазоне линейно зависит от микротвердости материала и глубины резани . Наличие недообработанных участков, т.е. участков, у которых размеры превышаютоп- редел емые допуском, а также при превышении заданной микротвердости, будет наблюдатьс  рост параметров сигнала АЭ относительно порогового уровн  тем больший , чем больше наблюдаетс  отклонение указанного параметра. Способ позвол ет определ ть следующие параметры обработанной поверхности в моменты соприкосно- вени  с режущим инструментом: шероховатость поверхности, степень отклонени  размеров обработанной поверхности и микротвердость материала.The most effective means for implementing this method is to use the AE method, which carries extensive information from the point of contact between the cutting tool and the surface to be treated. The frequency of detection of the AE signal lies well above the detection area of the frequencies of the AIDS system; the AE method is much more robust in this respect. The effective value of the AE signal in a significant range linearly depends on the microhardness of the material and the depth of cut. The presence of under-treated areas, i.e. areas with sizes larger than those determined by the tolerance, as well as when the specified microhardness is exceeded, an increase in the parameters of the AE signal relative to the threshold level will be observed, the larger, the larger the deviation of the specified parameter is observed. The method allows to determine the following parameters of the machined surface at the moments of contact with the cutting tool: surface roughness, degree of deviation of the dimensions of the machined surface and the microhardness of the material.

Claims (2)

1.Способ экспресс-контрол  обработанной поверхности, заключающийс  в том, что после обработки определ ют параметры соприкосновени  поверхности и режущего инструмента на холостом ходу, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, параметры соприкосновени  определ ют при возвратном движении режущего инструмента по траектории обработки.1. A method of express control of the treated surface, which consists in determining that the parameters of contact between the surface and the cutting tool at idle are determined after processing, in order to increase the accuracy, the parameters of contact are determined during the return movement of the cutting tool along the processing path . 2.Способ по п.2, отличающийс  тем, что в качестве параметров соприкосновени  используют параметры акустической эмиссии.2. A method according to claim 2, characterized in that acoustic emission parameters are used as contact parameters. Р ЮR Yu инп/с Winp / s W 30thirty 2020 ZZ 22 $$ A / HnofA / Hnof ojs0 .,ojs0., fafa nQf- O.I nQf- O.I -HЧч-HHH ST ST IjIj -JTITU  -JTITU I HI H UU - - Ц. - - C. IIII $/$ / IIII . „„ . l д„,. . „„. l d „,. F,F, порpore - - Ц. Л /7i- - Ts. L / 7i 0/0 / HH IIII ..