Wykorzystanie sygnału wibroakustycznego do diagnozowania stanu wierteł ze stali HS 2-5-1 przy wierceniu stali konstrukcyjnych

STRESZCZENIE: Do diagnozowania wierteł w procesie skrawania konieczne jest zidentyfikowanie takich parametrów, które reagują na zmiany wartości zużycia zarówno głównej powierzchni przyłożenia, jak i łysinek. Pomimo ogólnej tendencji do wzrostu siły osiowej i momentu skrawania wraz z upływem czasu pracy wiertła, żaden z tych parametrów nie może być wykorzystany do diagnozowania stanu narzędzia. W przypadku katastrofalnego zużycia wiertła obserwuje się intensywny wzrost momentu skrawania i znaczne (3÷5-krotne) zwiększenie amplitudy sygnału akustycznego, objawiające się tzw. skrzypieniem. W pracy wykazano, że jeżeli proces skrawania zostanie zatrzymany w momencie pojawienia się skrzypienia, wtedy katastrofalne zużycie wiertła nie następuje. Wraz ze wzrostem zużycia wiertła amplituda sygnału akustycznego wzrasta tym wcześniej, im większe jest zużycie wiertła. Potwierdzono też, że im większe zużycie wiertła, tym na mniejszej głębokości wiercenia rozpoczyna się wzrost amplitudy sygnału akustycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: diagnostyka, zużycie, trwałość narzędzi

ABSTRACT: For the diagnosis of drills in the cutting process it is necessary to detect parameters which are react to changes in the wearing of both the primary tool flank and drill margins.Despite a general trend of increase in axial force Ff and the cutting torque Mc over the drill worktime none of these parameters can be used to diagnose the state of drill wear. With a catastrophic wear of the drill the rapid increase in cutting torque and significant increase (3-5 fold) in the amplitude of the acoustic signal manifested by the creaking are observed. It is showed that if the cutting process will be stopped at the moment of creaking the catastrophic wear of drill does not occur. With increasing wear of the drill the acoustic signal amplitude increases the earlier, the higher the drill wear. It has also shown that the greater the drill wear the increasing of amplitude begins on a smaller drilling depth.

KEYWORDS: diagnostics, wear, tool life

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• GÓMEZ M. P., HEY A. M., RUZZANTE J. E., D’ATTELLIS C. E.: Tool wear evaluation in drilling by acoustic emission, Physics Procedia, vol. 3, Issue 1, 2010, pp. 819-825
• HUANG B.W., KUANG J.H., YU P.P. Effect of crack on drilling vibration, Journal of Sound and Vibration, vol.322, Issues 4–5, 2009, pp. 1100-1116
• JAWORSKI J., Application possibility of tools made of low- alloy high- speed steels in the planned housing, Archives of Foundry vol.6, No.19, 2006 413-424 (in Polish).
• JAWORSKI J., Development tendency of cutting tool materials, Przegląd Mechaniczny , nr 11, 2005 (In Polish).
• JAWORSKI J., KLUZ R., Badanie zużycia wierteł ze stali HS 2-5-1 przy wierceniu stali konstrukcyjnych, Mechanik, nr 8-9, 2013.
• JAWORSKI J., KLUZ R.: Badanie zużycia wierteł z niskostopowej stali szybkotnącej HS 2-5-1 w zautomatyzowanym systemie wytwarzania. Mechanik, nr 8-9, 2012
• Jaworski J., Kluz R.: Badanie wpływu zużycia wierteł ze stali HS 2-5-1 na siłę poosiową i moment skrawania przy wierceniu stali konstrukcyjnej. MECHANIK, nr 8-9, 2014
• JAWORSKI J., Management quality of tools in the planned housing casting. Archives of Foundry vol.6, No.19, 2006, 413-424 (in Polish).
• JAWORSKI J., Tendencje rozwoju materiałów narzędzi skrawających, Przegląd Mechaniczny, nr 11 2005.
• JEMIELNIAK K., Automatyczna diagnostyka stanu narzędzia i procesu skrawania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
• MILLER S.F., BLAU P.J., SHIH A.J.: Tool wear in friction drilling. International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 47, 2007, pp. 1636-1645
• SINOPALNIKOW W.A., GRIGORIEW S.N., Reliability and diagnosis of technological systems, MGU STANKIN, Moskwa, 2003.
• STARKOW W.K. Machining stability and quality controlling in automatized company. Moskwa Maszinostrojenie , 1989 (in Russia).
• STARKOW W.K.. Machining. Controlling of stability and quality systems in automatized company, Moskwa, Maszinostrojenie, 1989.
• YAN J., MURAKAMI Y., DAVIM J.P.: Tool design, tool wear and tool life [in:] K. Cheng (ed.), Machining dynamics. Fundamentals, applications and practices, Springer-verlag, London 2009, pp. 117-149.
• ZORIKTUEV V.T, NIKITIN Y.A., SIDOROV A.S.: Monitoring and prediction of cutting-tool wear, Russian Engineering Research, vol. 28, 2008, pp. 88-91

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.430