聲發(fā)射法檢測刀具

    固體在產(chǎn)生變形或斷裂時，以彈形波形釋放出變形能的現(xiàn)象稱為聲放射。在金屬切削過程中產(chǎn)生聲發(fā)射信號的來源有：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，在切削過程中產(chǎn)生頻率范圍很寬的聲發(fā)射信號，從幾十千赫至幾兆赫不等。聲發(fā)射信號可分為突發(fā)型和連續(xù)型兩種，突發(fā)型聲發(fā)射信號在表面開裂時產(chǎn)生，其信號幅度較大，各聲發(fā)射事件之間間隔時間較長；連續(xù)型聲發(fā)射信號幅值較低，事件的頻率較高，以致難以分為單獨事件。

聲發(fā)射鉆頭破損檢測裝置系統(tǒng)圖

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

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