在机械加工时,刀具破损会降低零件尺寸精度和表面完整性,当刀具磨损严重时,甚至会引起刀具破损,造成工件报废和损坏机床。
因此刀具磨损监测和剩余寿命预测对于保证加工质量、提高生产效率具有重要意义。
利用激光非接触测振手段,获取监测信号,从中提取时域、频域和时频域特征,从而进行数据分析,判断刀具磨损程度,作为刀具能否继续使用的数据支撑。
连接好单点激光测振仪硬件,将激光打到被测物体表面(高温),根据现场要求调整测量距离,调整激光焦距和方向,开始测试;
测量点为旋转刀具的刀柄,故所测得数据为轴的安装偏心引起的振动的和铣削振动合成量,轴转速为6000r/min,故在频谱上可见100Hz主频;是某刀具运行铣削初期的时域及频域图,主频为100Hz,其他倍频次之(幅值相对较小),分析因为铣刀在铣削初期,基本没有发生磨损,所以主频为转频,如下图;
更换同一型号,另外一个刀具样品进行测试,发现主频由100Hz变为800Hz,分析该刀具出现了8倍转速通过频率,该频率可能为刀刃开刃产生的刀片通过频率。
同时对应的铣削加工质量也变差,为到头处刀刃的加工质量,已出现材料的挤压和拉伸变形,为正常刀的加工质量,图中切削痕迹明显易见
分析刀具样品二主频800Hz原因为:铣刀为四刃刀,当出现先磨损和缺角时,将变为8刃刀,在6000r/min刀的工作主频为800Hz刀片通过频率,工作转频100Hz次之。