OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 1 2023 45 TECHNOLOGY Введение Одним из основных направлений развития машиностроительного производства является повышение надежности механообработки пространственно-сложных поверхностей (ПСП) путем использования системы мониторинга в режиме реального времени, предназначенной для получения достоверной информации состояния процесса фрезерования и принятия необходимых управляющих решений [1–6]. Для решения задач контроля процесса фрезерования многими авторами исследуется изменение активной зоны контакта концевого фрезерного инструмента и обрабатываемой детали. Pimenov D. и др. [7] представили практические рекомендации по назначению ориентации инструмента к обрабатываемой детали с учетом динамики фрезерования для обеспечения шероховатости поверхности. Tan L. и др. [8] изучали влияние траекторий движения на износ сфероцилиндрического инструмента и шероховатость поверхности в процессе фрезерования. Результаты показали, что использование траектории движения снизу вверх позволяет обеспечить минимальные амплитудные параметры шероховатости, а превалирующим видом износа инструмента является адгезионный. Вопросы, связанные с мониторингом состояния технологического оборудования на промышленных предприятиях, рассмотрены в работах ученых Козочкина М.П., Сабирова Ф.С. [9]. В работе Shaffer D. и др. акустические сигналы были исследованы как способ контроля работы технологического оборудования [10]. Экспериментальным путем с различными режимами резания были статистически определены математические модели, показывающие изменение акустического сигнала для концевого фрезерования с одной режущей кромкой. Козлов А.А. и Аль–Джонид Халид в своем исследовании определили основные требования для построения диагностики и прогнозирования износа режущего инструмента в реальном времени [11]. Chen и др. предложили систему мониторинга в реальном времени для повышения точности при производстве деталей [6] пространственносложной формы с компенсацией погрешностей [12]. Авторы Cheng DJ. и др. [13] исследовали влияние параметров резания на шероховатость обрабатываемой поверхности. Clayton Cooper [14], Anayet U Patwari и др. [15] на основе акустического сигнала провели анализ корреляции параметров шероховатости поверхности с уровнем звука. Авторы Sahinoglu A. и Rafi ghi M. [16] исследовали влияние параметров резания на шероховатость поверхности, вибрацию, интенсивность звука технологического оборудования при механической обработке. Многими авторами предложены способы обеспечения выходных характеристик обработки за счет управления упругими деформациями инструмента относительно заготовки с учетом состояния динамической системы (ДС) [17–20]. Анализ научных работ позволил сформулировать направление данного исследования: обобщить и получить новые знания, а также уточнить факт применимости акустического комплекса, регистрирующего сигнал через воздушную среду для контроля процесса резания, с фильтрацией помех и шума в реальном времени. Цель работы – определить влияние ориентации сфероцилиндрического инструмента на величину шероховатости поверхности с использованием мониторинга в реальном времени процесса фрезерования на технологическом оборудовании с ЧПУ. Вместе с этим на основании эмпирических данных необходимо разработать модель зависимости шероховатости обработанной поверхности от величины подачи, диаметра и ориентации инструмента с корреляцией полученных значений и виброакустической диагностики. Методика экспериментального исследования Механообработка проводилась в попутном направлении c применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а также на заготовках, имеющих свойства АМг6, твердосплавными сфероцилиндрическими концевыми фрезами с покрытием TiN диаметром D = 8 мм и числом зубьев z = 1, z = 2. Подача на зуб (fz) принята равной 0,2 мм/зуб. Соотношение вылета инструмента принято l / D = 4, глубина резания ap = 0,4 мм, боковой шаг ae = 0,2 мм. Частота вращения шпинделя (n) фрезерного обрабатывающего центра DMG DMU 50 Ecoline для двузубой фрезы составляла 1500 мин–1, для однозубой 3000 мин–1. Применение СОЖ является важным фактором интенсификации процесса резания, так как
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1