Lapshin V.P., Khristoforova V.V., Nosachev S.V. 2020 Vol. 22 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 3 2020 50 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Как видно из рис . 6, в начале обработки ин - струмент не приработан и амплитуда колебаний на рис . 6, а достигает на максимуме 150 м / с , а спектральный анализ этого сигнала ( рис . 6, в ) показывает мощность вибраций на основной частоте колебаний почти в 6 м / с . После прира - ботки максимальная амплитуда вибраций пре - вышает 150 м / с , но мощность сигнала вибраций на основной частоте в спектре сигнала не пре - вышает 3.5 м / с , а в случае вибрации при резании сильно изношенным инструментом ( рис . 6, e и д ) мощность спектра вибраций на основной часто - те превышает 12 м / с , а амплитуда ( рис . 6, e ) до - стигает 300 м / с . Для численной оценки энергии вибрацион - ного сигнала вибраций инструмента введем сле - дующий интегральный показатель : 2 0 1 v T v dy VA dt T dt           , (1), где VA – можно интерпретировать , как фоновый шум сигнала , или энергию вибрационного сигнала за период наблюдения ( эксперимента ) – v T , при этом для случая , представленного на рис . 6, a , VA = 30.29 м / с , для случая , показанного на рис . 6, в , VA = 21 м / с , а для случая , представ - ленного на рис . 6, д , VA = 107 м / с . Как видно из расчетных значений энергии вибрационного сигнала , при приработке энергия вибрационного сигнала падает почти в полтора раза , а при из - носе инструмента выше критического энергия вибрационного сигнала вырастает почти в пять раз относительно приработанного значения . Результаты и их обсуждение Результаты проведенного эксперимента по - зволяют нам связать между собой температуру в зоне резания , вибрационную активность ин - струмента и износ по задней грани режущего клина . Для этого предварительно рассмотрим механизм передачи температуры через заднюю грань инструмента при точении металлов в ме - таллорежущих станках ( рис . 7). Надо отметить , что более подробно математику формирования движущегося вместе с инструментом темпера - турного поля мы описали в серии своих статей , опубликованных ранее [34, 35]. Как видно из рис . 7, сформированная в процессе обработки задняя грань контактиру - ет при резании с той частью обрабатываемого изделия , которая будет подвергаться точению через период вращения шпинделя . Из рис . 3, б мы видим , что температура в зоне контакта ин - струмента и обрабатываемой детали стабили - зируется примерно через 1-2 с резания , за это время прогревается инструмент , температур - ное поле в нем достигает максимума , который ( максимум ) здесь и остается в процессе всего резания . Именно сформированный и поддержи - ваемый при резании в инструменте максимум Рис . 7. Механизм передачи температуры при резании через заднюю грань инструмента : a – сформированная задняя грань ; б – контакт задней грани при резании Fig. 7. Mechanism of temperature transfer during cutting through the back face of the tool: a – formed back face; б – contact of the back face during cutting а б