Способ прогнозирования стойкости режущего инструмента Советский патент 1987 года по МПК B23B1/00 

11

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способам выбора оптимальных технологических параметров процессов механической обработки, обеспечивающих наименьший износ режущего инструмент при наибольшей производительности труда,.и может быть использовано при механической обработке в различных отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования, сокращение трудоемкости, определении места локализации дефектов.

Известно, что стойкость инструмента зависит-от дефектности структуры материала, т , е. наличия резкой структурной гетерогенности. Структур

ная гетерогенность эргодичного по свойствам и состоянию материала оценивается поврежденностью материала, как верятностью того, что часть реализаций случайного тензора структурных напряжений в элементе второго рода по классификации Давиденкова Н.Н - Фридмана Я.Б. пересекла пределную поверхность текучести. Чтобы найти меру повреждения, нужно предварительно определить закон распределения тензора структурных напряжений или соответствующую ему плот- нсхсть совместного распределения составляющих этого тензора, для чего можно использовать решение статической краевой задачи теории упругости структурно неоднородных тел

i 1 Г/

где Гх ,;(Г (Г,е);

и т.д r,,,S ,,5НР.

(х,х )|„,„. (x )Vp. (x )d ,

%PJ G--(x,x ) тензор Сомилианы;

- элемент второго рода по

классификации Давиденкова Н.Н. - Фридмана Я.В.; е- (х ) - тензор макродеформаций Х - радиус-вектор; ij. - орты шестимерного пространства;

iiinn составляющие тензора модулей упругости.

При создании напряженно-деформированного состояния происходит движение дислокаций и. рост микротрещин за счет чего генерируются сигналы акустической эмиссии. При это м ампл0

5

тудное распределение сигналов акустической эмиссии позволяет последние связать как с количеством, так и с величиной дефектов.

Напряженно-деформированное состояние лучше всего создавать при помощи лазерного излучения, так как при этом исключаются шумы от нагружающей установки, мест крепления и т.д. Кроме того, применение лазерного излучения позволяет производить контроль локальных областей, например твердосплавных пластин, что позволяет в этом случае определять место наибольшей локализации поврежденности материала путем сканирования лазерного луча.

Пример. В качестве образцов для испытаний используют твердосплавные пластины ТТ20К9 ( 10 штук).

Параметры излучения: длина волны излучения 10,06 мкм, длительность импульса 5,0 мс, энергия импульса 5 2Дж, диаметр светового пятна 1,3+ 0,2 мм. Используются единичные импульсы.

Величина математического ожидания амплитудного распределения сигналов акустического эмиссии, полученные из

0

0

ошцта, представлены в таблице, где МО - математическое ожидание, мВ, которое вычисляется по формуле

35

М0 Z AjN ./Z N,,

где МО - математическое ожидание; амплитуда; N - число сигналов амплитуды

.А..

Для установления соответствия между- параметрами сигналов акустической эгетссии и стойкостью режущего инструмента проведены стойкостные ис- пытания режущих пластин. Испытания прс водятся на токарном станке 16К20 при следующих режимах: ,17 м/с, мм, ,1 мм/об, обрабатываемый материал- сталь 40Х. Результаты испытания представлены В таблице, где Т - стойкость, мин, которую вычисляют по формуле

лП

(MO)lA;-N./|:N. ,

55 где ( (МО) - коэффициент пропорциональности.

Таким образом,по результатам испытаний видно, что чем больше математическое ожидание, тем меньше стойкость режущих пластин.

Использование предлагаемого спосо- ба позволяет прогнозировать стойкость режущего инструмента; осуществлять диагностику поврежденности и прогнозировать износостойкость промышленных материалов и деталей; проводить диагностику поврежденности режущего инструмента и совершенствовать режущий инструмент, уменьшая его повреж- денность; по результатам диагностики переходить к более производительным режимам механообработки, повысить надежность гибких производственных систем механообработки.

Формула изобретения 20

1. Способ прогнозирования стойкости режущего инструмента, заключающийся в проведении кратковременного его нагружения и регистрации при этом сигналов акустической эмиссии, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, создают в локальной области режущего инструмента -напряженно-деформированное состояние путем воздействия на

Составитель А,Шубин Редактор Г.Гербер Техред В.Кадар Корректор В,Бутяга

Заказ 3431/14 Тираж 974 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4

него теплового излучения и регистрируют при этом амплитудное распределение сигналов акустической эмиссии, вьмисляют прогнозируемую стойкость режущего инструмента по формуле

Т„р 4(МО)

п

Si А ,- N i -1. N

где МО - матема тическое ожидание; А; - i-я амплитуда; N. - число сигналов с амплитудой

А- ;

п - целое положительное число; VCMO) - коэффициент пропорциональности,

2,Способ по п,1, о т л и, ч а ю- щ и и с я тем, что напряженно-деформированное состояние создают путем воздействия непрерьшного лазерного излучения,

3,Способ поп,1, отличающ и и с я тем, что напряженно-деформи- рованное состояние создают путем воздействия импульсного лазерного излучения.

4,Способ по пп,1-3, отличающийся тем, что,лазерный луч

сканируют по поверхности режущего инструмента.

Изобретение относится к обработке материалов резанием. Цель изобретения - повьшение точности прогнозирования стойкости режущего инструмента. Напряженно-деформированное состояние создают путем воздействия на режущий инстрзгмент теплового излучения, причем в качестве теплового излучения используют непрерывное или импульсное лазерное излучение неподвижным или сканирующим лучом, а в качестве характеристики поврежденнос- ти рассматривается математическое ожидание сигналов акустической змис- сии. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. с S (Л