數(shù)控機(jī)床鉆孔診斷

數(shù)控機(jī)床在工作過(guò)程中，會(huì)不可避免地產(chǎn)生振動(dòng)，這會(huì)對(duì)刀具的壽命產(chǎn)生負(fù)面的影響。所以，本文開(kāi)發(fā)了一種基于NI CompactDAQ（無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）類型的模塊化USB系統(tǒng)自動(dòng)化診斷系統(tǒng)。本文主要考慮的是鉆頭的自由振動(dòng)，使用西門(mén)子SINUMERIC 840D數(shù)控系統(tǒng)（額定主軸轉(zhuǎn)速1500rpm，最大轉(zhuǎn)速8000rpm）在500V/5加工中心鉆小直徑孔，來(lái)診斷振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)條件如下：螺旋鉆頭直徑2.85和4.7毫米（P18鋼），鉆孔深度8mm；298×110×10mm棱柱形工件（14X17H2鋼）。鉆孔中，主軸轉(zhuǎn)速為n=250,500和600rpm，軸向供給為0.06mm/轉(zhuǎn)。為了減少測(cè)試時(shí)間，沒(méi)有向切割區(qū)供應(yīng)潤(rùn)滑劑。每次實(shí)驗(yàn)至少進(jìn)行三次；重復(fù)次數(shù)取決于結(jié)果證明是相似的。

該測(cè)量系統(tǒng)中，給定頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)頻譜分析不僅可以確定沿X，Y和Z軸的信號(hào)的位移，而且可以顯示這些信號(hào)的幅頻特性，更好地指示其磨損和故障期間鉆頭操作的變化。

結(jié)果表明，小直徑鉆頭的磨損伴隨著振動(dòng)加速度信號(hào)的出現(xiàn)和顯著增加。主軸轉(zhuǎn)速?gòu)?50轉(zhuǎn)/分升至600轉(zhuǎn)/分，振幅從39.0升至63.2米/秒。在該信號(hào)達(dá)到最大值之后（特征頻率），該位斷裂。此信息證明在位診斷中非常有用。當(dāng)在不銹鋼工件上鉆出小直徑（2.85和4.7mm）的鉆孔時(shí)，鉆頭的磨損特征頻率500Hz，以及450-550Hz范圍內(nèi)的相鄰諧波。完成磨損和斷裂的鉆頭壽命不是很依賴于鉆頭速度：在250-600rpm的范圍內(nèi)，是187.1-229.3s。

刊名：Russian Engineering Research（英）

刊期：2016年1期

作者：N.V.Lishchenko et al

編譯：野晨晨