Experimental study of the dynamics of the machining process by ball-end mills

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 46 ТЕХНОЛОГИЯ твердый сплав имеет низкое сопротивление растягивающим напряжениям [21]. При использовании СОЖ на поверхностях контакта инструмента и материала заготовки образуются пленки, которые способствуют снижению адгезионного износа. Контроль размерного износа режущего инструмента проводился при помощи контактного измерительного щупа ТТ140 фирмы Heidenhain. Точность прямолинейности при измерении параметров шероховатости прибором Surfcom 1800D составляла Δ = ± (0,05 + 1,5L / 1000). Виброакустическая диагностика (рис. 1) осуществлялась посредством использования анализатора спектра «ZetLab 017-U2», вибродатчиков пьезоэлектрических «BC 110», микрофона «Zet BC 501» с диапазоном воспринимаемых частот 20 Hz...13 kHz и Samson Meteor Mic кардиоидной направленности с диапазоном 20 Hz...20 kHz. В качестве выходной оценки эффективности обработки использовалась шероховатость по параметру Rz (μm), виброперемещение S (μm) и амплитудно-частотная характеристика акустического сигнала А (dB), ω (Hz). Использование конденсаторного микрофона имеет ряд преимуществ – малую неравноРис. 1. Система мониторинга процесса механической обработки в реальном времени: 1 – датчик вибрации и микрофон с кардиоидной направленностью; 2 – Анализатор спектра «ZetLab 017-U2»; 3 – ПК с программным обеспечением ZETLAB (составлено авторами) Fig. 1. Real–time monitoring in milling: 1 – Vibration sensor and microphone with cardioid orientation; 2 – Spectrum Analyzer «ZetLab 017-U2»; 3 – PC with ZETLAB software (formulated by the authors) мерность частотной характеристики, низкий уровень нелинейных и переходных искажений, высокую чувствительность и низкий уровень собственных шумов. Особое внимание стоит уделять повышению качества диагностического сигнала, который состоит из суммы спектра «полезного» сигнала и большого числа неодинаковых по уровню шумов, исходящих от разнообразных объектов. Для шумоподавления в реальном времени использовалось спектральное вычитание (рис. 2). Рис. 2. Схема алгоритма спектрального вычитания шума: x(t) – исходный сигнал; STFT – оконное преобразование Фурье; W(f) – функция весового окна; y(t) – преобразованный сигнал (составлено авторами) Fig. 2. The proposed spectral subtraction algorithm scheme: x(t) – original signal; STFT – Short Time Fourier Transform; W(f) – is the function of the weighting window; y(t) – transformed signal (formulated by the authors) Разложение сигнала при спектральном вычитании проводилось с использованием специальной весовой функции [22] – окна Блэкмана. Результаты и их обсуждение В процессе механической обработки наблюдается изменение свойств ДС, определяющееся различными факторами. Раскрытие особенностей потери устойчивости траектории движения при фрезеровании (рис. 3) позволит определить пути повышения надежности работы технологического оборудования (ТО). В данном исследовании выходным параметром являлась шероховатость, а для обеспечения требуемой шероховатости поверхности наряду с установлением режимов обработки выполнена оценка динамики пространственных колебаний передней опоры шпинделя (см. рис. 3, б). Вместе с этим амплитудные параметры шероховатости после обработки наклонёнными сфероцилиндрическими инструментами с различным

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1