Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 3 2018 7 TECHNOLOGY дификации свойств поверхностного слоя обра- батываемых деталей за счет последовательного или комбинированного осуществления различ- ных по своей физической сущности методов воздействия на поверхность изделия и (или) технологического инструмента [1–4]. В таких условиях становится более емким понятие тех- нологической системы, которое, помимо тра- диционных составляющих «станок-приспосо- бление-инструмент-деталь», требует учитывать влияние среды и источников энергии различной природы для проектирования технологических операций, включая металлорежущий инстру- мент и режимы его эксплуатации [5]. Появляются новые материалы, обработка которых требует применения технологических режимов, часто не полностью реализуемых даже на границах технологических возмож- ностей оборудования и инструмента. При этом интенсивно развиваются интегрированные тех- нологии модификации свойств режущих не- перетачиваемых пластин путем дополнитель- ного воздействия на их рабочую поверхность [11–13]. Таким образом, поиск дополнительных резервов повышения износостойкости режущих инструментов для металлообработки остается актуальным несмотря на значительные успехи в этом направлении [6–10]. Одним из результатов такого поиска является расширение спектра воз- действия на режущую часть металлорежущего инструмента источниками энергии различной природы [14–17]. В связи с этим целью работы является соз- дание способа воздействия на износ режущего инструмента на основе использования высоко- вольтного электрического разряда на его рабочую поверхность и разработка метода акустической диагностики изменения свойств обработанных неперетачиваемых пластин. Для достижения поставленной цели были ре- шены следующие задачи: – обосновано и экспериментально подтверж- дено существование взаимосвязи износа режу- щих многогранных неперетачиваемых пластин (в дальнейшем – пластин) и акустических спек- тров их собственных колебаний; – разработано экспериментальное устрой- ство для обеспечения эффекта воздействия вы- соковольтного электрического разряда на пла- стины металлорежущего инструмента; – разработаны рекомендации по применению метода для повышения эффективности техноло- гических процессов обработки резанием. Методика исследований Объектом исследования были выбраны экс- периментальные образцы, представленные ком- плектом сменных режущих пластин фирмы Pramet ADMX 070202SR-M, ADMX 070204SR- M, ADMX 070208SR-M, ADMX 070220SR-M в количестве 30 шт. Оценка акустических спек- тров, возникающих в пластинах благодаря вли- янию «белого шума», производилась их ампли- тудно-частотными характеристиками (АЧХ). Источником «белого шума» служит пьезоэлек- трический излучатель, возбуждаемый широко- полосным генератором с нормированным сиг- налом. Исследование влияния высоковольтных разрядов происходит на основе оценки взаи- мосвязей амплитуд частотных степеней спек- тров амплитудно-частотных характеристик и признаков изменений режущих пластин с помо- щью пакетов прикладных программ: «Frequency analyzer», «Wavetool», «Visual analyzer». Для оценки признаков износа использовано пиксель- ное представление, при этом световой диапазон распределения цветов преобразован с помощью карт Кохонена в пакете программы «Photoshop CS Extended». Подтверждение существования взаимосвязи изменений свойств режущих пластин от воздей- ствия на них высоковольтного разряда с акусти- ческими спектрами их же собственных колеба- ний состояло в применении измерений АЧХ до и после разрядной обработки режущих частей пластин обработки данных с использованием кластерного анализа. Это позволило проводить ранжирование сопоставления признаков износа пластин на постоянной длине пути резки об- разцов до и после разрядной обработки с про- гнозируемыми по данным АЧХ признакам и их износа. Подготовка к экспериментальному исследо- ванию проводилась в четыре этапа: первый – создание экспериментального стен- да для обработки высоковольтными разрядами электрического тока режущих частей пластин режущего инструмента; второй – создание экспериментального стен- да для генерирования «белого шума» и изме-