基于声发射技术监测刀具磨损的研究
胡江林1，张少文2，李亮2 1上海工具厂有限公司；2南京航空航天大学
摘要：刀具磨损的研究方法很多，本文针对近些年发展的声发射技术(AE)在监测刀具磨损上的应用，采用理 论分析和现场试验的方法进行可行性分析和验证．结果表明：在考察的几个影响声发射信号强度的因素之中，刀具 主切削刃后刀面磨损量对其影响最为显著，这为利用AE技术研究刀具磨损提供了可行性依据；通过对铣刀AE信 号进行时域振铃分析，清晰再现了刀具在不同时刻的磨损情况。 关键词：声发射(AE)；振铃；时域分析；刀具磨损 中国分类号：TGll5．5+8 文献标志码：A
Research on Tool Wear Monitoring by Acoustic Emission Technology
Hu Jianglin，Zhang Shaowen，Li Liang ．
Abstract：There are many methods for tool wear msearch．Based on the applieafion on monitoring tool wear by 8cOUS— tic emission(AE)technology which developedin recent years．this paper did sometheoretical analysis andfieldtests．The results show that main curing edge frank wear is the most significant factor to affect AE signal in four investigated factors． this pmvides effective feasibility evidence for tool wear monitoring by AE techeology．Besides，tool we&g in different time is clearly r。presented by analyzing the ringing of AE signal in time domain． KeYwords：acoustic emission(AE)；dngi“g；time domain analysis；cutting tool wear
1 引言
长期以来。刀具磨损一直是人们关注和研究的问题，刀具的磨损、破损形式和影响刀具磨损的因素众多，不同刀具间的磨损、破损形式亦不相同。人们普遍认为切削速度是影响刀具磨损的最主要因素，随着切削速度提高，刀具磨损也会加剧。然而这种观点成立的前提要针对特定磨损形式而言，如磨粒磨损和氧化磨损，而对有些磨损，如黏结磨损，当切削速度超出一定范围之后，刀具磨损反而下降，因此研究刀具磨损时应针对不同磨损形式具体分析。
刀具磨损、破损的研究方法很多，最简单直接的方法是通过观察刀具后刀面或其他部位磨损量判断刀具的磨损状态，该方法简单直接，无需复杂设备，但无法实现在线动态监测，每次观测均要停下机床，反复装卸刀具，耗时费力。近年来，随着在线监 测技术的不断发展，刀具磨损监测方法越来越多，如以切削力、扭矩为指标的在线监测技术，模糊识别技术等。本文采用近年来发展起来的声发射技术对切削过程中刀具磨损状态进行研究。声发射监测技术是利用声发射传感器接收材料中的应力集 中源瞬间释放的弹性渡来判断刀具磨损、破损状态。声发射技术作为一种无损检测方法，具有很多优点，如不受材料限制，几乎所有的金属和非金属材料在一定条件下均有声发射现象；声发射设备简单，只需一个声发射传感器适用于动态在线检测。
