聲發(fā)射法檢測(cè)刀具

    固體在產(chǎn)生變形或斷裂時(shí)，以彈形波形釋放出變形能的現(xiàn)象稱(chēng)為聲放射。在金屬切削過(guò)程中產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)的來(lái)源有：工件的斷裂，工件與刀具的摩擦，刀具的破損及工件的塑性變形等。因此，在切削過(guò)程中產(chǎn)生頻率范圍很寬的聲發(fā)射信號(hào)，從幾十千赫至幾兆赫不等。聲發(fā)射信號(hào)可分為突發(fā)型和連續(xù)型兩種，突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)在表面開(kāi)裂時(shí)產(chǎn)生，其信號(hào)幅度較大，各聲發(fā)射事件之間間隔時(shí)間較長(zhǎng)；連續(xù)型聲發(fā)射信號(hào)幅值較低，事件的頻率較高，以致難以分為單獨(dú)事件。

聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)裝置系統(tǒng)圖

    正常切削時(shí)，聲發(fā)射信號(hào)是小幅值的連續(xù)信號(hào)。刀具破損時(shí)，聲發(fā)射信號(hào)幅值遠(yuǎn)大于正常切削，它與刀具破損面積有關(guān)，增長(zhǎng)幅度為3～7倍。因此聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生階躍突變是識(shí)別刀具破損的重要特征。上圖所示為聲發(fā)射鉆頭破損檢測(cè)裝置系統(tǒng)圖。當(dāng)切削加工中發(fā)生鉆頭破損時(shí)，安裝在工作臺(tái)上的聲發(fā)射傳感器檢測(cè)到鉆頭破損所發(fā)出的信號(hào)，并由鉆頭破損檢測(cè)器處理這個(gè)信號(hào)，當(dāng)確認(rèn)鉆頭已破損時(shí)，檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)，通知機(jī)床控制器發(fā)出換刀信號(hào)。鉆頭破損檢測(cè)器由脈沖發(fā)生器和刀具破損檢測(cè)電路組成。脈沖發(fā)生器具有和鉆頭破損時(shí)所發(fā)出的聲發(fā)射波相同的聲波，具有聲發(fā)射波模擬功能。檢測(cè)電路檢測(cè)聲發(fā)射的信號(hào)電平，并進(jìn)行比較，具有發(fā)出鉆頭破損信號(hào)的功能。 

    聲發(fā)射信號(hào)受切削條件的變化影響較小，抗環(huán)境噪聲和振動(dòng)等隨機(jī)干擾的能力較強(qiáng)。因此，聲發(fā)射法識(shí)別刀具破損的精確度和可靠性較高，能識(shí)別出直徑1mm的鉆頭或絲錐的破損，是一種很有前途的刀具破損監(jiān)測(cè)方法。