数控机床钻孔诊断

数控机床钻孔诊断

数控机床在工作过程中，会不可避免地产生振动，这会对刀具的寿命产生负面的影响。所以，本文开发了一种基于NI CompactDAQ（无线数据采集系统）类型的模块化USB系统自动化诊断系统。本文主要考虑的是钻头的自由振动，使用西门子SINUMERIC 840D数控系统（额定主轴转速1500rpm，最大转速8000rpm）在500V/5加工中心钻小直径孔，来诊断振动。实验条件如下：螺旋钻头直径2.85和4.7毫米（P18钢），钻孔深度8mm；298×110×10mm棱柱形工件（14X17H2钢）。钻孔中，主轴转速为n=250,500和600rpm，轴向供给为0.06mm/转。为了减少测试时间，没有向切割区供应润滑剂。每次实验至少进行三次；重复次数取决于结果证明是相似的。

该测量系统中，给定频率范围内的振动频谱分析不仅可以确定沿X，Y和Z轴的信号的位移，而且可以显示这些信号的幅频特性，更好地指示其磨损和故障期间钻头操作的变化。

结果表明，小直径钻头的磨损伴随着振动加速度信号的出现和显着增加。主轴转速从250转/分升至600转/分，振幅从39.0升至63.2米/秒。在该信号达到最大值之后（特征频率），该位断裂。此信息证明在位诊断中非常有用。当在不锈钢工件上钻出小直径（2.85和4.7mm）的钻孔时，钻头的磨损特征频率500Hz，以及450-550Hz范围内的相邻谐波。完成磨损和断裂的钻头寿命不是很依赖于钻头速度：在250-600rpm的范围内，是187.1-229.3s。

刊名：Russian Engineering Research（英）

刊期：2016年1期

作者：N.V.Lishchenko et al

编译：野晨晨