聲發射法檢測刀具

    固體在產生變形或斷裂時，以彈形波形釋放出變形能的現象稱為聲放射。在金屬切削過程中產生聲發射信號的來源有：工件的斷裂，工件與刀具的摩擦，刀具的破損及工件的塑性變形等。因此，在切削過程中產生頻率范圍很寬的聲發射信號，從幾十千赫至幾兆赫不等。聲發射信號可分為突發型和連續型兩種，突發型聲發射信號在表面開裂時產生，其信號幅度較大，各聲發射事件之間間隔時間較長；連續型聲發射信號幅值較低，事件的頻率較高，以致難以分為單獨事件。

聲發射鉆頭破損檢測裝置系統圖

    正常切削時，聲發射信號是小幅值的連續信號。刀具破損時，聲發射信號幅值遠大于正常切削，它與刀具破損面積有關，增長幅度為3～7倍。因此聲發射信號產生階躍突變是識別刀具破損的重要特征。上圖所示為聲發射鉆頭破損檢測裝置系統圖。當切削加工中發生鉆頭破損時，安裝在工作臺上的聲發射傳感器檢測到鉆頭破損所發出的信號，并由鉆頭破損檢測器處理這個信號，當確認鉆頭已破損時，檢測器發出信號，通知機床控制器發出換刀信號。鉆頭破損檢測器由脈沖發生器和刀具破損檢測電路組成。脈沖發生器具有和鉆頭破損時所發出的聲發射波相同的聲波，具有聲發射波模擬功能。檢測電路檢測聲發射的信號電平，并進行比較，具有發出鉆頭破損信號的功能。 

    聲發射信號受切削條件的變化影響較小，抗環境噪聲和振動等隨機干擾的能力較強。因此，聲發射法識別刀具破損的精確度和可靠性較高，能識別出直徑1mm的鉆頭或絲錐的破損，是一種很有前途的刀具破損監測方法。