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刀具磨损12大测量方法,看完真是长见识!

文章出处: 人气:发表时间:2020-10-27 00:16
1、电阻测量法
电阻测量法是利用切削刃与传感器之间接触产生的电信号脉冲来测量刀具磨损状态的方法。虽然传感器的价格低,成本低于其他测量方法,但是传感器的选材是一项十分耗费功夫的工作,传感器的材料不仅需要有良好的可切削性,还需要对被测的刀具寿命不产生影响。并且,如果刀具没有清理干净,那么刀具上的积屑很有可能会对测量精度产生影响。
2、射线测量法
射线测量法并不适合广泛采用,这是因为其测量本质的问题。所谓射线测量法就是将具有放射性的物质掺入刀具材料内,刀具磨损后,射线测量器就能够检测出刀具磨损量。正如大家所知道的,放射性物质不仅对环境造成污染更是对人体健康造成伤害,因此射线测量法仅仅用于某些特殊场合。
3、刀具与工件之间的距离测量法
顾名思义,这种刀具磨损测量方法就是通过测量刀具与工件之间的距离来实现对刀具磨损状态的测量。当刀具磨损时,刀具与工件之间的距离就会相应的减小,此时一些用来测量距离的仪器比如超声波测量仪等就会检测出。当然,这种方法也不是十全十美的,因为受到工件表面温度,表面质量及工件尺寸、冷却液的影响,测量结果很容易出现偏差。
4、微结构镀层法
微结构镀层法既将微结构导电镀层同刀具的耐磨保护层结合在一起。微结构导电镀层的电阻随着刀具磨损状态的变化而变化,磨损量越大,电阻就越小。当刀具出现崩齿、折断及过度磨损等现象时,电阻趋于零。该方法的优点是检测电路简单,检测精度高,可以实现在线检测。缺点是对微结构导电镀层的要求很高:要具有良好的耐磨性、耐高温性和抗冲击性能。
5、光学测量法
光学测量法的原理是磨损区比未磨损区有更强的光反射能力,刀具磨损越大,刀刃反光面积就越大,传感器检测的光通量就越大。由于热应力引起的变形及切削力引起的刀具位移都影响检测结果,所以该方法所测得的结果井非真实的磨损量,而是包含了上述因素在内的一个相对值,此法在刀具直径较大时效果较好。
6、放电电流测量法
将切削刀具与传感器之间加上高压电,在测量回路中流过的(弧光放电)电流大小就取决于刀刃的儿何形状(即刀尖到放电电极间的距离)。该方法的优点是可以进行在线检测,检测崩齿、断刀等刀具几何尺寸的变化,但不能精确地测量刀刃的几何尺寸。
7、切削力检测法
刀具在切削过程中,切削力的增长速率与刀具磨损速率成线性关系。在正常磨损过程中,切削力的增长速率保持恒量;当切削力增长速率变大时,刀具的磨损速率也将变大,表明刀具开始进入剧烈的磨损阶段。以此为依据可以对刀具的磨损进行监测。利用测力传感器,可以测量切削力的变化。随着刀具磨损的加剧,切削力也会产生相应的变化,从而可以间接地检测到刀具的磨损状态。
8、声发射检测法
此法通过分析切削过程中产生的振动信号来间接地测量刀具的磨损状态。其原理是材料在切削过程中,形成切屑,同时发出一种断裂波,这种波除了同工件材料本身的性质有关外,其频率范围及幅值还同刀具的磨损状态密切相关。声发射信号直接来源于切削加工点,与刀具破损相关程度高,受切削条件变化影响小,能预报刀具破损。声发射监控技术具有灵敏度高、响应速度快、使用和安装方便且不干涉切削加工过程等优点,受到了极大程度地重视与开发,有较广阔的应用前景。
9、功率信号检测法
该检测法是工业生产中应用潜力很大的方法。利用切削加工时机床主运动电动机的功率信号监控刀具的状态,当刀具在加工过程中发生磨损破损或其它失效时,会引起驱动电动机的功率发生变化,从而可判断刀具状态的化。在使用该法时,通常是把功率传感器串接到机床的驱动电路中去,可以测量主轴的功耗,也可以测量进给系统的功耗,或者两者同时测量。该方法具有信号检测方便,可以避免切削环境中切屑、油、烟、振动等因素的干扰,易于安装。
10、振动信号检测法
振动信号被认为是对刀具磨损,破损敏感度较高的一种,它与切削力、切削系统本身的动态性密切相关,检测振动加速度是目前较常采用的一种监测方法,在振动工程中使用更为普遍, 它具有传感器安装方便,测量信号易于引出,测试仪器简单等特点。
11、热电压测量法
热电压测量法利用热电效应原理,即两种不同导体的接触点在受热时,将在两导体的另一端之间产生一个电压,这个电压的大小取决于导体的电特性及接触点与自由端之间的温度差。当刀具和加工工件是由不同的材料构成时,在刀具与工件之间就可以产生一个与切削温度相关的热电压。这个电压就可以作为刀具磨损量的一个度量,因为随着刀具磨损量的增大,热电压也随之增大。
12、工件表面粗糙度测量法
随着刀具磨损或破损的不断发生,工件的表面粗糙度呈增大趋势,据此可间接评价刀具的磨损或破损状态。其测量方法有两类:一类是采用划针式静态接触测量,可直接得出表面粗糙度的评价参数Ra或Rz,该方法仅适用于静态测量;另一类是采用非接触式光学反射测量,得出的是工件表面粗糙度的相对值。这种方法测试效率高,不会损伤工件表面品质,但受加工过程中切削液、切屑、材质、振动等因素的影响,因此尚未达到实用水平


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