Вивизначення виникнення катастрофічного зношування оброблювального інструменту за зміною статистичних параметрів акустичної емісіїю

Автор(и)

  • Sergii Filonenko Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-9250-1640
  • Anzhelika Stakhova Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0001-5171-6330

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184959

Ключові слова:

акустична емісія, композиційний матеріал, статистичні амплітудні параметри, механічна обробка матеріалів, зношування обробного інструменту

Анотація

Проведено експериментальні дослідження впливу зносу обробного інструменту на взаємну зміну статистичних амплітудних параметрів сигналів акустичної емісії. Сигнали акустичної емісії реєструвалися при точінні силуміну. Дослідження були спрямовані на пошук параметрів, які дозволяють визначати виникнення критичного зносу обробного інструменту. Показано, що реєстровані сигналі є неперервними сигналами. Проведена обробка статистичних амплітудних параметрів сигналів акустичної емісії при нормальному і катастрофічному зносі обробного інструменту. Визначено, що розвиток нормального і катастрофічного зносу інструменту приводить до зменшення значень статистичних амплітудних параметрів реєстрованих сигналів акустичної емісії. Однак особливостей в їх зміні для визначення типу зносу, що розвивається, не спостерігається. У той же час, на різних часових інтервалах фіксується випереджальне збільшення або зменшення одного з статистичних амплітудних параметрів сигналів акустичної емісії.

Проведена обробка коефіцієнта, який характеризує взаємну зміну статистичних амплітудних параметрів реєстрованих сигналів. Визначено, що відсутність зносу інструменту характеризується стабільними значеннями розрахункового коефіцієнту в часі. Виникнення і розвиток катастрофічного зносу приводить до викиду значення розрахункового коефіцієнту з наступним його прискореним зменшенням до руйнування інструменту. Виникнення і розвиток нормального зносу приводить до зростання значення розрахункового коефіцієнту з наступним переходом до пилкоподібного його змінення і поступового зменшення його величини. Отримані закономірності можуть бути використані при розробці методів контролю і моніторингу стану обробного інструменту при механічній обробці матеріалів, включаючи і моніторинг стану обробного інструменту в роботизованих виробництвах

Біографії авторів

Sergii Filonenko, Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, професор

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

 

Anzhelika Stakhova, Національний авіаційний університет пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058

Кандидат технічних наук

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Посилання

  1. Bhaskaran, J., Murugan, M., Balashanmugam, N., Chellamalai, M. (2012). Monitoring of hard turning using acoustic emission signal. Journal of Mechanical Science and Technology, 26 (2), 609–615. doi: https://doi.org/10.1007/s12206-011-1036-1
  2. Kulandaivelu, P., Kumar, P. S. (2012). Investigate the Crater Wear Monitoring of Single Point Cutting Tool Using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System. Journal of Applied Science and Engineering, 15 (3), 265–274.
  3. Fadare, D. A., Sales, W. F., Bonney, J., Ezugwu, E. O. (2012). Influence of cutting parameters and tool wear on acoustic emission signal in high-speed turning of Ti-6Al-4V Alloy. Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences, 3 (3), 547–555.
  4. Chang, L. F., Lu, M. C., Chen, K. H., Wu, C. C. (2014). Development of Condition Monitoring System for Micro Milling of PZT Deposited Si Wafer. 9th International workshop on microfactories - IWMF2014, 139–145.
  5. Qin, F., Hu, J., Chou, Y. K., Thompson, R. G. (2009). Delamination wear of nano-diamond coated cutting tools in composite machining. Wear, 267 (5-8), 991–995. doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.12.065
  6. Mascaro, B., Gibiat, V., Bernadou, M., Esquerre, Y. (2005). Acoustic emission of the drilling of Carbon/Epoxy composites. Proc. of the Forum Acusticum. Budapest, 2823–2827.
  7. Olufayo, O. A., Abou-El-Hossein, K. (2013). Acoustic Emission Monitoring in Ultra-High Precision Machining of Rapidly Solidified Aluminium. Proceedings International Conference on Competitive Manufacturing. Stellenbosch, 307–312.
  8. Prakash, M., Kanthababu, M., Gowri, S., Balasubramaniam, R., Jegaraj, J. R. (2014). Tool Condition Monitoring using Multiple Sensors Approach in theMicroendmilling of Aluminium Alloy (AA1100). 5th International & 26th All India Manufacturing Technology, Design and Research Conference - AIMTDR 2014. IIT Guwahati, Assam, 394-1–394-6.
  9. Mukhopadhyay, C. K., Jayakumar, T., Raj, B., Venugopal, S. (2012). Statistical analysis of acoustic emission signals generated during turning of a metal matrix composite. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 34 (2), 145–154. doi: https://doi.org/10.1590/s1678-58782012000200006
  10. Bhuiyan, M. S. H., Choudhury, I. A., Dahari, M., Nukman, Y., Dawal, S. Z. (2016). Application of acoustic emission sensor to investigate the frequency of tool wear and plastic deformation in tool condition monitoring. Measurement, 92, 208–217. doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2016.06.006
  11. Papacharalampopoulos, A., Stavropoulos, P., Doukas, C., Foteinopoulos, P., Chryssolouris, G. (2013). Acoustic Emission Signal Through Turning Tools: A Computational Study. Procedia CIRP, 8, 426–431. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2013.06.128
  12. Hase, A., Wada, M., Koga, T., Mishina, H. (2013). The relationship between acoustic emission signals and cutting phenomena in turning process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 70 (5-8), 947–955. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-013-5335-9
  13. Albers, A., Stürmlinger, T., Wantzen, K., Bartosz, Gladysz, Münke, F. (2017). Prediction of the Product Quality of Turned Parts by Real-time Acoustic Emission Indicators. Procedia CIRP, 63, 348–353. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2017.03.173
  14. Abdi, H., Williams, L. J. (2010). Principal component analysis. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics, 2 (4), 433–459. doi: https://doi.org/10.1002/wics.101
  15. Teti, R. (2015). Advanced IT Methods of Signal Processing and Decision Making for Zero Defect Manufacturing in Machining. Procedia CIRP, 28, 3–15. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.04.003
  16. Segreto, T., Simeone, A., Teti, R. (2013). Multiple Sensor Monitoring in Nickel Alloy Turning for Tool Wear Assessment via Sensor Fusion. Procedia CIRP, 12, 85–90. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2013.09.016
  17. Kong, D., Chen, Y., Li, N., Tan, S. (2016). Tool wear monitoring based on kernel principal component analysis and v-support vector regression. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 89 (1-4), 175–190. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-016-9070-x
  18. Caggiano, A. (2018). Tool Wear Prediction in Ti-6Al-4V Machining through Multiple Sensor Monitoring and PCA Features Pattern Recognition. Sensors, 18 (3), 823. doi: https://doi.org/10.3390/s18030823
  19. Filonenko, S. F. (2016). Acoustic energy at controlled cutting depth of composite material. Electronics and Control Systems, 3 (49), 93–99. doi: https://doi.org/10.18372/1990-5548.49.11244
  20. Filonenko, S. (2017). Acoustic emission at treating tool wear with a not controlled cutting depth. Proceedings of the National Aviation University, 70 (1), 90–97. doi: https://doi.org/10.18372/2306-1472.70.11426

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-25

Як цитувати

Filonenko, S., & Stakhova, A. (2019). Вивизначення виникнення катастрофічного зношування оброблювального інструменту за зміною статистичних параметрів акустичної емісіїю. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(9 (102), 6–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184959

Номер

Том 6 № 9 (102) (2019): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Sergii Filonenko, Anzhelika Stakhova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.