刀具磨損12大測(cè)量方法,看完真是長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)!
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發(fā)表時(shí)間:2020-10-26 16:16:13
1、電阻測(cè)量法
電阻測(cè)量法是利用切削刃與傳感器之間接觸產(chǎn)生的電信號(hào)脈沖來(lái)測(cè)量刀具磨損狀態(tài)的方法。雖然傳感器的價(jià)格低,成本低于其他測(cè)量方法,但是傳感器的選材是一項(xiàng)十分耗費(fèi)功夫的工作,傳感器的材料不僅需要有良好的可切削性,還需要對(duì)被測(cè)的刀具壽命不產(chǎn)生影響。并且,如果刀具沒(méi)有清理干凈,那么刀具上的積屑很有可能會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。
2、射線測(cè)量法
射線測(cè)量法并不適合廣泛采用,這是因?yàn)槠錅y(cè)量本質(zhì)的問(wèn)題。所謂射線測(cè)量法就是將具有放射性的物質(zhì)摻入刀具材料內(nèi),刀具磨損后,射線測(cè)量器就能夠檢測(cè)出刀具磨損量。正如大家所知道的,放射性物質(zhì)不僅對(duì)環(huán)境造成污染更是對(duì)人體健康造成傷害,因此射線測(cè)量法僅僅用于某些特殊場(chǎng)合。
3、刀具與工件之間的距離測(cè)量法
顧名思義,這種刀具磨損測(cè)量方法就是通過(guò)測(cè)量刀具與工件之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具磨損狀態(tài)的測(cè)量。當(dāng)?shù)毒吣p時(shí),刀具與工件之間的距離就會(huì)相應(yīng)的減小,此時(shí)一些用來(lái)測(cè)量距離的儀器比如超聲波測(cè)量?jī)x等就會(huì)檢測(cè)出。當(dāng)然,這種方法也不是十全十美的,因?yàn)槭艿焦ぜ砻鏈囟?,表面質(zhì)量及工件尺寸、冷卻液的影響,測(cè)量結(jié)果很容易出現(xiàn)偏差。
4、微結(jié)構(gòu)鍍層法
微結(jié)構(gòu)鍍層法既將微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層同刀具的耐磨保護(hù)層結(jié)合在一起。微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層的電阻隨著刀具磨損狀態(tài)的變化而變化,磨損量越大,電阻就越小。當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)崩齒、折斷及過(guò)度磨損等現(xiàn)象時(shí),電阻趨于零。該方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)電路簡(jiǎn)單,檢測(cè)精度高,可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。缺點(diǎn)是對(duì)微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層的要求很高:要具有良好的耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性能。
5、光學(xué)測(cè)量法
光學(xué)測(cè)量法的原理是磨損區(qū)比未磨損區(qū)有更強(qiáng)的光反射能力,刀具磨損越大,刀刃反光面積就越大,傳感器檢測(cè)的光通量就越大。由于熱應(yīng)力引起的變形及切削力引起的刀具位移都影響檢測(cè)結(jié)果,所以該方法所測(cè)得的結(jié)果井非真實(shí)的磨損量,而是包含了上述因素在內(nèi)的一個(gè)相對(duì)值,此法在刀具直徑較大時(shí)效果較好。
6、放電電流測(cè)量法
將切削刀具與傳感器之間加上高壓電,在測(cè)量回路中流過(guò)的(弧光放電)電流大小就取決于刀刃的兒何形狀(即刀尖到放電電極間的距離)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行在線檢測(cè),檢測(cè)崩齒、斷刀等刀具幾何尺寸的變化,但不能精確地測(cè)量刀刃的幾何尺寸。
7、切削力檢測(cè)法
刀具在切削過(guò)程中,切削力的增長(zhǎng)速率與刀具磨損速率成線性關(guān)系。在正常磨損過(guò)程中,切削力的增長(zhǎng)速率保持恒量;當(dāng)切削力增長(zhǎng)速率變大時(shí),刀具的磨損速率也將變大,表明刀具開(kāi)始進(jìn)入劇烈的磨損階段。以此為依據(jù)可以對(duì)刀具的磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用測(cè)力傳感器,可以測(cè)量切削力的變化。隨著刀具磨損的加劇,切削力也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化,從而可以間接地檢測(cè)到刀具的磨損狀態(tài)。
8、聲發(fā)射檢測(cè)法
此法通過(guò)分析切削過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)來(lái)間接地測(cè)量刀具的磨損狀態(tài)。其原理是材料在切削過(guò)程中,形成切屑,同時(shí)發(fā)出一種斷裂波,這種波除了同工件材料本身的性質(zhì)有關(guān)外,其頻率范圍及幅值還同刀具的磨損狀態(tài)密切相關(guān)。聲發(fā)射信號(hào)直接來(lái)源于切削加工點(diǎn),與刀具破損相關(guān)程度高,受切削條件變化影響小,能預(yù)報(bào)刀具破損。聲發(fā)射監(jiān)控技術(shù)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用和安裝方便且不干涉切削加工過(guò)程等優(yōu)點(diǎn),受到了極大程度地重視與開(kāi)發(fā),有較廣闊的應(yīng)用前景。
9、功率信號(hào)檢測(cè)法
該檢測(cè)法是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用潛力很大的方法。利用切削加工時(shí)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率信號(hào)監(jiān)控刀具的狀態(tài),當(dāng)?shù)毒咴诩庸み^(guò)程中發(fā)生磨損破損或其它失效時(shí),會(huì)引起驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率發(fā)生變化,從而可判斷刀具狀態(tài)的化。在使用該法時(shí),通常是把功率傳感器串接到機(jī)床的驅(qū)動(dòng)電路中去,可以測(cè)量主軸的功耗,也可以測(cè)量進(jìn)給系統(tǒng)的功耗,或者兩者同時(shí)測(cè)量。該方法具有信號(hào)檢測(cè)方便,可以避免切削環(huán)境中切屑、油、煙、振動(dòng)等因素的干擾,易于安裝。
10、振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)法
振動(dòng)信號(hào)被認(rèn)為是對(duì)刀具磨損,破損敏感度較高的一種,它與切削力、切削系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)性密切相關(guān),檢測(cè)振動(dòng)加速度是目前較常采用的一種監(jiān)測(cè)方法,在振動(dòng)工程中使用更為普遍, 它具有傳感器安裝方便,測(cè)量信號(hào)易于引出,測(cè)試儀器簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
11、熱電壓測(cè)量法
熱電壓測(cè)量法利用熱電效應(yīng)原理,即兩種不同導(dǎo)體的接觸點(diǎn)在受熱時(shí),將在兩導(dǎo)體的另一端之間產(chǎn)生一個(gè)電壓,這個(gè)電壓的大小取決于導(dǎo)體的電特性及接觸點(diǎn)與自由端之間的溫度差。當(dāng)?shù)毒吆图庸すぜ怯刹煌牟牧蠘?gòu)成時(shí),在刀具與工件之間就可以產(chǎn)生一個(gè)與切削溫度相關(guān)的熱電壓。這個(gè)電壓就可以作為刀具磨損量的一個(gè)度量,因?yàn)殡S著刀具磨損量的增大,熱電壓也隨之增大。
12、工件表面粗糙度測(cè)量法
隨著刀具磨損或破損的不斷發(fā)生,工件的表面粗糙度呈增大趨勢(shì),據(jù)此可間接評(píng)價(jià)刀具的磨損或破損狀態(tài)。其測(cè)量方法有兩類:一類是采用劃針式靜態(tài)接觸測(cè)量,可直接得出表面粗糙度的評(píng)價(jià)參數(shù)Ra或Rz,該方法僅適用于靜態(tài)測(cè)量;另一類是采用非接觸式光學(xué)反射測(cè)量,得出的是工件表面粗糙度的相對(duì)值。這種方法測(cè)試效率高,不會(huì)損傷工件表面品質(zhì),但受加工過(guò)程中切削液、切屑、材質(zhì)、振動(dòng)等因素的影響,因此尚未達(dá)到實(shí)用水平
電阻測(cè)量法是利用切削刃與傳感器之間接觸產(chǎn)生的電信號(hào)脈沖來(lái)測(cè)量刀具磨損狀態(tài)的方法。雖然傳感器的價(jià)格低,成本低于其他測(cè)量方法,但是傳感器的選材是一項(xiàng)十分耗費(fèi)功夫的工作,傳感器的材料不僅需要有良好的可切削性,還需要對(duì)被測(cè)的刀具壽命不產(chǎn)生影響。并且,如果刀具沒(méi)有清理干凈,那么刀具上的積屑很有可能會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。
2、射線測(cè)量法
射線測(cè)量法并不適合廣泛采用,這是因?yàn)槠錅y(cè)量本質(zhì)的問(wèn)題。所謂射線測(cè)量法就是將具有放射性的物質(zhì)摻入刀具材料內(nèi),刀具磨損后,射線測(cè)量器就能夠檢測(cè)出刀具磨損量。正如大家所知道的,放射性物質(zhì)不僅對(duì)環(huán)境造成污染更是對(duì)人體健康造成傷害,因此射線測(cè)量法僅僅用于某些特殊場(chǎng)合。
3、刀具與工件之間的距離測(cè)量法
顧名思義,這種刀具磨損測(cè)量方法就是通過(guò)測(cè)量刀具與工件之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具磨損狀態(tài)的測(cè)量。當(dāng)?shù)毒吣p時(shí),刀具與工件之間的距離就會(huì)相應(yīng)的減小,此時(shí)一些用來(lái)測(cè)量距離的儀器比如超聲波測(cè)量?jī)x等就會(huì)檢測(cè)出。當(dāng)然,這種方法也不是十全十美的,因?yàn)槭艿焦ぜ砻鏈囟?,表面質(zhì)量及工件尺寸、冷卻液的影響,測(cè)量結(jié)果很容易出現(xiàn)偏差。
4、微結(jié)構(gòu)鍍層法
微結(jié)構(gòu)鍍層法既將微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層同刀具的耐磨保護(hù)層結(jié)合在一起。微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層的電阻隨著刀具磨損狀態(tài)的變化而變化,磨損量越大,電阻就越小。當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)崩齒、折斷及過(guò)度磨損等現(xiàn)象時(shí),電阻趨于零。該方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)電路簡(jiǎn)單,檢測(cè)精度高,可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。缺點(diǎn)是對(duì)微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電鍍層的要求很高:要具有良好的耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性能。
5、光學(xué)測(cè)量法
光學(xué)測(cè)量法的原理是磨損區(qū)比未磨損區(qū)有更強(qiáng)的光反射能力,刀具磨損越大,刀刃反光面積就越大,傳感器檢測(cè)的光通量就越大。由于熱應(yīng)力引起的變形及切削力引起的刀具位移都影響檢測(cè)結(jié)果,所以該方法所測(cè)得的結(jié)果井非真實(shí)的磨損量,而是包含了上述因素在內(nèi)的一個(gè)相對(duì)值,此法在刀具直徑較大時(shí)效果較好。
6、放電電流測(cè)量法
將切削刀具與傳感器之間加上高壓電,在測(cè)量回路中流過(guò)的(弧光放電)電流大小就取決于刀刃的兒何形狀(即刀尖到放電電極間的距離)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行在線檢測(cè),檢測(cè)崩齒、斷刀等刀具幾何尺寸的變化,但不能精確地測(cè)量刀刃的幾何尺寸。
7、切削力檢測(cè)法
刀具在切削過(guò)程中,切削力的增長(zhǎng)速率與刀具磨損速率成線性關(guān)系。在正常磨損過(guò)程中,切削力的增長(zhǎng)速率保持恒量;當(dāng)切削力增長(zhǎng)速率變大時(shí),刀具的磨損速率也將變大,表明刀具開(kāi)始進(jìn)入劇烈的磨損階段。以此為依據(jù)可以對(duì)刀具的磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用測(cè)力傳感器,可以測(cè)量切削力的變化。隨著刀具磨損的加劇,切削力也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化,從而可以間接地檢測(cè)到刀具的磨損狀態(tài)。
8、聲發(fā)射檢測(cè)法
此法通過(guò)分析切削過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)來(lái)間接地測(cè)量刀具的磨損狀態(tài)。其原理是材料在切削過(guò)程中,形成切屑,同時(shí)發(fā)出一種斷裂波,這種波除了同工件材料本身的性質(zhì)有關(guān)外,其頻率范圍及幅值還同刀具的磨損狀態(tài)密切相關(guān)。聲發(fā)射信號(hào)直接來(lái)源于切削加工點(diǎn),與刀具破損相關(guān)程度高,受切削條件變化影響小,能預(yù)報(bào)刀具破損。聲發(fā)射監(jiān)控技術(shù)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用和安裝方便且不干涉切削加工過(guò)程等優(yōu)點(diǎn),受到了極大程度地重視與開(kāi)發(fā),有較廣闊的應(yīng)用前景。
9、功率信號(hào)檢測(cè)法
該檢測(cè)法是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用潛力很大的方法。利用切削加工時(shí)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率信號(hào)監(jiān)控刀具的狀態(tài),當(dāng)?shù)毒咴诩庸み^(guò)程中發(fā)生磨損破損或其它失效時(shí),會(huì)引起驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率發(fā)生變化,從而可判斷刀具狀態(tài)的化。在使用該法時(shí),通常是把功率傳感器串接到機(jī)床的驅(qū)動(dòng)電路中去,可以測(cè)量主軸的功耗,也可以測(cè)量進(jìn)給系統(tǒng)的功耗,或者兩者同時(shí)測(cè)量。該方法具有信號(hào)檢測(cè)方便,可以避免切削環(huán)境中切屑、油、煙、振動(dòng)等因素的干擾,易于安裝。
10、振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)法
振動(dòng)信號(hào)被認(rèn)為是對(duì)刀具磨損,破損敏感度較高的一種,它與切削力、切削系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)性密切相關(guān),檢測(cè)振動(dòng)加速度是目前較常采用的一種監(jiān)測(cè)方法,在振動(dòng)工程中使用更為普遍, 它具有傳感器安裝方便,測(cè)量信號(hào)易于引出,測(cè)試儀器簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
11、熱電壓測(cè)量法
熱電壓測(cè)量法利用熱電效應(yīng)原理,即兩種不同導(dǎo)體的接觸點(diǎn)在受熱時(shí),將在兩導(dǎo)體的另一端之間產(chǎn)生一個(gè)電壓,這個(gè)電壓的大小取決于導(dǎo)體的電特性及接觸點(diǎn)與自由端之間的溫度差。當(dāng)?shù)毒吆图庸すぜ怯刹煌牟牧蠘?gòu)成時(shí),在刀具與工件之間就可以產(chǎn)生一個(gè)與切削溫度相關(guān)的熱電壓。這個(gè)電壓就可以作為刀具磨損量的一個(gè)度量,因?yàn)殡S著刀具磨損量的增大,熱電壓也隨之增大。
12、工件表面粗糙度測(cè)量法
隨著刀具磨損或破損的不斷發(fā)生,工件的表面粗糙度呈增大趨勢(shì),據(jù)此可間接評(píng)價(jià)刀具的磨損或破損狀態(tài)。其測(cè)量方法有兩類:一類是采用劃針式靜態(tài)接觸測(cè)量,可直接得出表面粗糙度的評(píng)價(jià)參數(shù)Ra或Rz,該方法僅適用于靜態(tài)測(cè)量;另一類是采用非接觸式光學(xué)反射測(cè)量,得出的是工件表面粗糙度的相對(duì)值。這種方法測(cè)試效率高,不會(huì)損傷工件表面品質(zhì),但受加工過(guò)程中切削液、切屑、材質(zhì)、振動(dòng)等因素的影響,因此尚未達(dá)到實(shí)用水平
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