Дослідження надійності твердосплавних пластин для токарних різців з надтвердих матеріалів - Реферат

Серед таких сплавів виділяються силуміни (сплави алюмінію й кремнію), які знайшли широке застосування завдяки високим механічним властивостям при малій вазі. Але застосування цих матеріалів на чистових і напівчистових операціях точіння в умовах сучасного автоматизованого виробництва стримується підвищеними вимогами до надійності РІ. Надійність (за ГОСТОМ 27.002-83) - це властивість обєкту зберігати працездатний стан до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування й ремонту. Поряд з високою зносостійкістю алмазні композиційні НТМ вирізняються крихкістю, малою (порівняно з іншими інструментальними матеріалами) міцністю на згин, високою вартістю і некерованістю забезпечення повторюваності властивостей від партії до партії. Тому особливо актуальним в умовах сучасного виробництва є питання визначення й контролю надійності РІ, оскільки несвоєчасне виявлення відмови різця може мати негативні наслідки - від появи браку до поломки верстату.Детально висвітлено метод АЕ, як найбільш перспективний метод діагностики, розглянуто способи аналізу сигналів АЕ. Серед таких сплавів виділяються силуміни (сплави алюмінію й кремнію), які мають високі механічні властивості при малій вазі. В умовах автоматизації технологічних операцій обробки та впровадження безлюдних технологій застосування цих матеріалів на чистових і напівчистових операціях точіння стримується підвищеними вимогами до надійності РІ. Поряд з високою зносостійкістю цих інструментальних матеріалів вони вирізняються крихкістю, малою міцністю на згин, високою вартістю і некерованістю забезпечення повторюваності властивостей цих матеріалів від партії до партії. Джерелами сигналів АЕ при точінні є три зони: зона зсуву містить інформацію про пластичну й (у меншому ступені) пружну деформацію зсуву та руйнування в поверхні зсуву, а дві інші зони - поверхня розділу різець-стружка та поверхня розділу різець-оброблювана деталь несуть інформацію про контактну взаємодію, знос різця та шорсткість обробленої поверхні.В роботі для різця використовували АТП діаметром 7,5 мм, товщиною 3,18 мм та з кутами ? = 11° й ? = 0°. Проведений аналіз впливу місця розміщення датчика АЕ на сигнал АЕ показав, що максимальний рівень сигналу та найменше спотворення його спектру забезпечуються при контакті датчика АЕ безпосередньо з ріжучою пластиною у порівнянні із традиційним розміщенням датчика під державкою. В результаті була запропонована нова конструкція різця з вбудованим в прихват широкосмуговим датчиком АЕ. На відміну від аналогічних датчиків, введення карбіду вольфраму, як наповнювача до складу матеріалу демпфера дозволило одержати матеріал із високими демпфуючими властивостями. Частинки карбіду вольфраму розміром 1-10 мкм, які хаотично розміщаються в композиційному матеріалі, добре поглинали акустичні хвилі в робочій смузі частот, за рахунок чого відбувалося вирівнювання амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) датчика АЕ на 20% у діапазоні робочих частот приймально-підсилювального тракту (від 100 КГЦ до 2 МГЦ) у порівнянні із традиційними датчиками.Збільшення швидкості різання від 65 м/хв. до 400 м/хв. призводить до зростання параметра шорсткості Ra при точінні силумінів. У діапазоні швидкостей різання v від 140 м/хв. до 400 м/хв. при точінні алюмінію також відбувалося зростання шорсткості обробленої поверхні Ra на 25-35%. Збільшення параметра шорсткості Ra обробленої поверхні з ростом швидкості різання повязане з тим, що чергування твердого кремнію (1100 HV) та мякого алюмінію (500 HV) у силуміновій заготовці в процесі точіння викликало зростання амплітуди мікроколивання вершини різця. Ймовірність руйнування різця розраховували за даними сил різання, а саме значень рівнодіючої сили різання та усадки стружки. Зі збільшенням швидкості різання відбувалося зростання рівнодіючої сили різання на 10-20 % для всіх досліджуваних силумінів залежно від оброблюваного матеріалу.Визначення зносу різця й шорсткості обробленої поверхні за даними АЕ здійснювали за спеціально розробленою методикою із застосуванням штучних нейронних мереж. Методика включала реєстрацію сигналів АЕ із зони різання, виділення обвідної АЕ з первинного сигналу, розкладання її в спектр із застосовуванням згладжування на часовому інтервалі тривалістю 2 сек по методу Блекмана-Харріса, після чого ми отримували 2046 значень амплітуд спектру у смузі частот до 22 КГЦ. «Виходи» - вимірювані традиційними способами числові значення зносу різця hз та шорсткості обробленої поверхні Ra, що відповідають поточному «входу». Виведене значення виходу нейрона yj(n) у кожному шарі n має вигляд: , де M - число нейронів у шарі n-1, yi(n-1) - «вихід» i-го нейрона, wij(n) - матриця вагових коефіцієнтів шара n. На основі розробленої методики оцінки зносу й шорсткості обробленої поверхні по даним АЕ за допомогою системи моніторингу РІ «MNAS-2» була створена навчальна вибірка у вигляді матриці з розмірністю [K, N], що містила необхідні дані для навчання ШНМ, а саме: параметр шорсткості Ra, значення зношування НЗ, швидкі

Зміст

Вступ

1. Літературний огляд. Аналіз методів діагностики різальних інструментів

2. Запуск установки для визначення та контролю РІ

3. Результати експерименту

4. Аналіз отриманих результатів

5. Розрахунки значень напружень та ймовірності руйнування різця за результатами вимірів сил різання

Висновки

Література