Способ прогнозирования стойкости режущего инструмента

 

Изобретение относится к испытаниям режущих свойств инструмента и может быть использовано в станкостроении. Целью изобретения является снижение трудоемкости путем исключения необходимости замера износа и повышение точности прогнозирования путем проведения испытаний при непрерывном резании. При прогнозировании стойкости инструмента выполняют резание этим инструментом заготовки из типичного для этого инструмента материала на наиболее вероятных в условиях практической эксплуатации режимах обработки. В процессе резания контролируют значение амплитуды сигнала акустической эмиссии и производят ее замер в точке второго экстремума кривой и в момент времени, определенный из отношения гн К гп (Гк, где Гц - время проведения второго замера; гп - время проведения первого замера в точке второго экстремума графика амплитуды сигнала акустической эмиссии;дзаданная точность прогнозирования; К 0,5...0,7 - эмпирический коэффициент . После второго замера резание прекращают. Длительность испытания зависит от требуемой точности прогнозирования - чем больше требуется тонкость тем длительнее испытание 1 ил 1 табл Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 N 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687407/28 (22) 03.05,89 (22) 07.10.91. Бюл, N 37 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР и Всесоюзный межотраслевой научно-технический кооператив "Практика" (72) Н.В. Новиков,,Л.Н.Девин, А.К. Пискунов, В,Ф. Дрожин и В;Л, Доброскок (53) 620.178(088.8) (56) Ber А,. Kalder Я, The йгз1 seconds of

cuning wear behaviour-.CTRR Апп„1982, М 1, р, 13-17. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к испытаниям режущих свойств инструмента и может быть использовано в станкостроении. Целью изобретения является снижение трудоемкости путем исключения необходимости замера износа и повышение точности прогнозирования путем проведения испытаний при неИзобретение относится к испытаниям режущих свойств инструмента и может быть использовано в станкостроении, Целью изобретения является снижение трудоемкости путем исключения необходимости замера износа и повышение точности прогнозирования путем проведения испытаний при непрерывном резании.

На чертеже показаны кривая износа и соответствующая ей кривая амплитуды сигнала акустической эмиссии.

Кривая износа имеет участок 1 приработки, имеющей форму экспоненты, и пря„„59„„1682888 А1 прерывном резании, При прогнозировании стойкости инструмента выполняют резание этим инструментом заготовки из типичного для этого инструмента материала на наиболее вероятных в условиях практической эксплуатации режимах обработки. В процессе резания контролируют значение амплитуды сигнала акустической эмиссии и производят ее замер в точке второго экстремума кривой и в момент времени, определенный из отношения тн = К . tn д, где тн — время проведеК ния второго замера; г, — время проведения первого замера в точке второго экстремума графика амплитуды сигнала акустической эмиссии; д — заданная точность прогнозирования; К = 0,5...0,7.— эмпирический коэффициент. После второго замера резание прекращают. Длительность испытания зависит от требуемой точности прогнозирования — чем больше требуется точность, ТеМ длительнее испытание, 1 ил., 1 табл. молинейный участок 2 установившегося изнашивания.

Способ осуществляется следующим образом, Установлена, что кривая амплитуды сигнала акустической эмиссии на участке, соответствующим по времени участку 1 приработки инструмента{т,|,имеет два экстремума: максимум в точке 3 и минимум в точхе 4.

Второй экстремум кривой амплитуды сигнала акустической эмиссии соответствует моменту завершения периода приработки и начала установившегоcÿ изнашивания.

3./Становлена также количественная связь между амплитудой сигнала акустической эмиссии износом по задней поверхности и иитенсивность«о изнашивания. Эта связь выражается уравнениями; 7

h=II А+кА-+ IT«À" +p;

Д„ = А«--; где А — амплитуда си«нала акустической эмиссии из 30ны резс«н« я на информационной частоте;

AI — 8MI131lIT)д8 СИГнала BK/cTé÷ecf(CÉ эмиссии;

А«-1 — амплитуда сигнала акустической эмиссии на г«редшеству ощем измерении;

При прогнозирсванли стойкости инструмента выполня GT реза««ие этим инструментом Заготовки из т1««1ичного для этого инструмента материала на наибо lee вер«зятных в условиях практиче:кой эксплуатации режимах обработки.

В процессе рез.- и««к контролируют знаveHvIe амплитудь:; си« I«8J B 8KQстической эмиссии и производяг ее замер в точке второго экстремума кри«вой и в момент времени, определенный из соотношения;

К т„= I T д где т«« — время проведе«-ия гторого замера; т«, — время проведения первого замера в точке второго экстремума графика ал«плитуды сигнала акустической эмиссии; д зада нная то If i QcTb и рОГнозирова"

НИЯ;

М

К = О,"...0,7 — эмпирический коэффициент, После BTopQI o згм-:ра peeei «we пpeKpeща«от, Как видно и:- г«рчведенного уравнения, длительность испыГания зависит of требуемой точносги прэгнсзирования; чем большая требуемая т«зчность, тем длительнее испытания. В ма II:»oc«роении обычно допускается погрешность прогнозирования до 50(„, поэтому, есл«: к le«lb«TBHIIRM He предъявлены специальные требования, можно принять д = 0,05, После проЬеден««я испытаний Г«р«тнозиру«от стойкость инструмента, Для этого предварительно Определенное экспериментальным путем или рассчитанное по приведенному уравнению связи износа и амплитуды сигнала акустической эмиссии значение этой ампГ:итуды при достижении инструментом критическогс. Износа, а также результаты двух замe îâ, проведенных в процессе испытаний, вводят в уравнение

Т =in+ (А» — А„), т««тп

Ан An где T — прогнозируемая стойкость тГ« — время первого замера на втором экстремуме кривой амплитуды сигнала акустической эмиссии, тн — время второго замера;

Ал — амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго экстремума графика;

А, — амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго замера, А» — амплитуда сигнала акустической эмиссии, соответствующая критическому износу инструмента.

Пример. Производят прогнозирование стойкости резцов с механическим креплением пластин из твердого сплава ВК8 при наружном то «ении стали XBCI твердостью

20 HP.C 35-40. Режим обработки соответствует наиболее вероятному в условиях практиче-, ской эксплуатации . скорость резания Ч =

= 200 мlмин, продольная подача S =

= 0„1 мм/об, глубина резания t = 1 мм.

25 В процессе резания контролируется значение амплитуды сигнала акустической эмиссии и производятся ее замер в точке второго экстремума кривой. Координаты точки второго экстремума имею следующие значения. время проведения первого замера в точке второго экстремума графика амплитуды сигнала акустической эмиссии n = 1,25 мин и амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго экстремума графика Ап =-1,45 B.

Второй замер значения амплитуды сигнала акустической эмиссии производятся в момент времени, определенный из соотношения; г = К" rnä

-4 к где т«« — время проведения второго замера; т, — время проведения первого замера в точке второго экстремума графика амплитуды сигнала акустической эмиссии; д — заданная точность прогнозирован ия, К = 0,5 „. 0,7 — эмпирический коэффициент, Как показывают предварительно прове50 денные эксперименты, эмпирический коэффициент К должен выбираться с учетом ожидаемого коэффициента вариации стойкости Чаг (Т«. Рекомендации по выбору эм-, пирического коэффициента К приведены в

55 таблице, Для испытуемых резцов ожидаемый коэффициент вариации соответствовал

Var (Т) = 0,1-0,2, тогда эмпирический козффицие«-«т К - 0Я.

1682888

;пирический ко

Сжидаемый ко вариации ст

Менее

0,1 — 0

0,2 — 0

0,5

A 6

0,7

Момент времени проведения второго замера значения амплитуды сигнала акустической эмиссии имеет следующее значение: тн = К z ï д =4,53 мин. к

Амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго замера Ан = 1,588.

Амплитуда сигнала акустической эмиссии, соответствующая критическому износу инструмента, определяется по эмпирической зависимости:

h м = и Ак+ М А1+ т А1+ р, где п, К m, р — коэффициенты, зависящие от данных условий резания (п = 1,6; К = — 0,5;

m =0,06; p = — 1,4)

Полученное значение амплитуды сигнала акустической эмиссии, соответствующее критическому износу инструмента Ак = 3,92 B.

Результат расчета значения амплитуды сигнала акустической эмиссии удовлетворительно (с погрешностыа до 5%) согласовывался со значением определенным экспериментальным путем.

После проведения испытаний прогнозируется стойкость инструмента. Для этого значение амплитуды сигнала акустической эмиссии при достижении инструментов критического износа, а также результаты двух замеров, проведенных в процессе испытаний, вводится в уравнение: н Гп

T=rn+ " " (A — Ап), Ан — Ап где Т вЂ” прогнозируемая стойкость, гп — время первого замера на втором экстремуме кривой амплитуды сигнала акустической эмиссии;

zH — время второго замера;

An — амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго экстремума графика, Ан — амплитуда сигнала акустической эмиссии в точке второго замера;

А» — амплитуда сигнала акустической эмиссии, соответствующая критическому износу инструмента.

Прогнозируемая стойкость инструмента имеет следующее значение: Т = 63,6 мин.

Формула изобретения

Спосо5 l;ðoãío3èðoâàHèÿ стойкости режущего инструмента, заключающийся в том, что осуществляют резание инструментом, определяют момент окончания перио10 да приработки инструмента, в этот момент производят измерение информационного параметра, затем вторично производят измерение информационного параметра в один из моментов установившегося режима

15 резания, прогнозируют стойкость инструмента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости способа и увеличения его точности, в процессе резания регистрируют сигнал акустической эмиссии, 20 момент окончания периода приработки инструмента, определяют по моменту возникновения второго экстремума амплитуды сигнала акустической эмиссии, в качестве информационного сигнала измеряют амп25 литуду А1сигнала акустической эмиссии, время вторичного измерения амплитуды Ан сигнала акустической эмиссии определяют

ПО зависимости

-к гн=-К п

30 где r,, — время проведения вторичного измерения;

rn — время проведения первого измерения; д — заданная точность прогнозирова35 ния;

К =- 0,5...0,7 — эмпирический коэффициент, а прогнозирование стойкости инструмента

OCVÖ6ÑTÅËßÞT ПО ЗаВИСИМОСТИ

Тн п

= в и (Ак — Ап), Ан Ап где А; — амплитуда сигнала акустической эмиссии, соответствующая критическому износу инструмента.

1682888

Составитель О.Несова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Шевкун

Редактор Н.Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3407 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5