Способ прогнозирования стойкости 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 поврежденности рассматривается математическое ожидание сигналов акустической змиссии. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. с S (Л

СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (5D 4 В 23 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4015951/31-08 (22) 03.02.86 (46) 07.08.87. Бюл. 9 29 (71) МВТУ им.-Н.Э.Баумана (72) А.В.Кибальченко и А.В.Диваев (53) 621.941.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 1232380, кл. В 23 В 1/00, 06.04.84.

„„SU„„1328073 А1 (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СТОЙКОСТИ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к обработке материалов резанием. Цель изобретения — повьппение точности прогнозирования стойкости режущего инструмента. Напряженно-деформированное состояние создают путем воздействия на режущий инструмент теплового излучения, причем в качестве теплового излучения используют непрерывное или импульсное лазерное излучение неподвижным или сканирующим лучом, а в качестве характеристики поврежденности рассматривается математическое ожидание сигналов акустической эмиссии. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

25

МО= Z. А,N,. /. М,, 1=1 .,=1. где M0 — математическое ожидание;

A;=i-я амплитуда;

N; — число сигналов амплитуды

40 .А,.

Для установления соответствия между параметрами сигналов акустической эмиссии и стойкостью режущего инструмента проведены стойкостные испытания режущих пластин. Испытания прс водятся на токарном станке 16К20 при следующих режимах: V=O, 17 м/с, t=1мм, S--0,1 мм/об, обрабатываемый материалсталь 40Х. Результаты испытания представлены в таблице, где Т вЂ” стойкость. мин, которую вычисляют по формуле

Т„, =у(ИО) ГА,.- N„. /;Н., 1 13280

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способам выбора оптимальных технологических параметров процессов механи5 ческой обработки, обеспечивающих наименьший износ режущего инструмента при наибольшей производительности труда, и может быть использовано при механической обработке в различных 10 отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования, сокращение трудоемкости, определении места локализации дефектов. 15

Известно, что стойкость инструмента зависит.от дефектности структуры материала, т.е. наличия резкой структурной гетерогенности. Структурная 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 вЂ” Фридмана Я.Б. пересекла предельную поверхность текучести. Чтобы найти меру повреждения, нужно предварительно определить закон распре- .З< деления тензора структурных напряжений или соответствующую ему плотность совместного распределения составляющих этого тензора, для чего можно использовать решение статической краевой задачи теории упругости структурно неоднородных тел

СО

E=2 Г„ е, где Гх е=Г„(Г (Г„е) р (х, х ) 5 . (х ) ". (х } d -

<ЯР1 Р1 Y

G; (х,х ) тензор Сомилианы;

d V — элемент второго рода по классификации Давиденкова

Н.Н. — Фридмана Я.Б.; е," (х ) — тензор макродеформаций;

Х вЂ” радиус-вектор; — орты шестимерного прост1 ранства;

8 . - составляющие тензора модуijв лей упругости.

При создании напряженно-деформи55 рованного состояния происходит движение дислокаций и. рост микротрещин, эа счет чего генерируются сигналы акустической эмиссии. При этом амплитудное 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

2Дж, диаметр светового пятна 1,3+

0,2 мм. Используются единичные импульсы.

Величина математического ожидания амплитудного распределения сигналов акустического эмиссии, полученные из опыта, представлены в таблице, где

МΠ— математическое ожидание, мВ, которое вычисляется по формуле где (ИО) — коэффициент пропорциональности.

Таким образом,по результатам испытаний видно, что чем больше матема1328073 тическое ожидание, тем меньше стойкость режущих пластин.

Пластина

5 6 7 ) 8 1 9 (Характеристика

1 2 3 4 10

190 200 190 210 180 200 190 220 210 200

75 60 70 55 80 65 70 55 60 65

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, r,Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Использование предлагаемого спосо5 ба позволяет прогнозировать стойкость режущего инструмента; осуществлять диагностику поврежденности и прогнозировать износостойкость промышленных материалов и деталей; проводить 10 диагностику поврежденности режущего инструмента и совершенствовать режущий инструмент, уменьшая его поврежденность; по результатам диагностики переходить к более производительным режимам механообработки, повысить надежность гибких производственных систем механообработки.

Формула изобретения 2р

1. Способ прогнозирования стойкости режущего инструмента, заключающийся в проведении кратковременного его нагружения и регистрации при этом 25 сигналов акустической эмиссии, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования, создают в локальной области режущего инструмента напряженно-деформирован- Зд ное состояние путем воздействия на него теплового излучения и регистрируют при этом амплитудное распределение сигналов акустической эмиссии, вычисляют прогнозируемую стойкость режущего инструмента по формуле

2:

;,"А; N;

Т =V(ÌO)

<р - N, 1 1 где MO — математическое ожидание;

А; — i-я амплитуда;

N,. — число сигналов с амплитудой

А п — целое положительное число; р(МО) — коэффициент пропорциональности.

2. Способ по .1, о т л и, ч а юшийся тем, что напряженно-деформированное состояние создают путем воздействия непрерывного лазерного излучения.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что напряженно-деформированное состояние создают путем воздействия импульсного лазерного излучения.

4. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю шийся тем, что,лазерный луч сканируют по поверхности режущего инструмента.