Obrabotka Metallov 2012 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (55) 2012 71 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ мами резания и шероховатостью поверхности при токарной обработке является весьма акту- альным и представляет научный и практический интерес. Для обнаружения возможной взаимосвя- зи были проведены экспериментальные ис- следования, так как акустическое излучение всегда сопутствует процессу обработки и его спектр чрезвычайно широк – от десятков герц до сотен килогерц. Основным источником сигнала АЭ является зона резания, в которой происходят пластическая деформация, раз- рушение обрабатываемого материала и отрыв слоя металла. Стандарт [2] дает более 20 раз- личных параметров для сигнала АЭ, а также параметров преобразователя акустической эмиссии. В работах [1, 3] приведены основ- ные параметры АЭ, используемые при ре- шении задач технологической диагностики: N Σ – активность АЭ; А – амплитуда АЭ; Σ ( N/dt ) – число зарегистрированных импульсов дискрет- ной АЭ за интервал времени, W 1 , W 2 – критерии, которые учитывают мощность и скорость реза- ния; S АЧХ – площадь под амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) сигнала. Исследования проводились на токарном станке с ЧПУ 16К20Ф3, в качестве исследуе- мого материала применялась конструкцион- ная сталь 45, которая обрабатывалась резцом со сменной многогранной пластиной типа SNMM150608 ГОСТ 19052-80 из твердого сплава Т15К6, сигнал снимался пьезоэлек- трическим датчиком, установленным на резце (рис. 1), который представляет собой корпус 1 , где находится пьезокерамическая пластинка 2 Рис. 1. Модель пьезоэлектрического датчика и установка его на резце круглой формы, к которой с одной стороны припаяна игла 3 , с другой провод 4 , соединяю- щийся с центральным разъемом входного ште- кера 5 . Для фиксирования положения соответ- ствующих элементов в корпусе его внутренняя полость залита эпоксидным компаундом 6 . Запись и обработка усиленного сигнала про- изводились с помощью виртуального прибора, созданного в программе Lab View (рис. 2, а ). В ходе экспериментов режимы резания ва- рьировались в следующих пределах: глуби- на резания t = 0,5 мм, 1 мм; скорость резания V = 60…140 м/мин с шагом 20 м/мин; величина подачи S = 0,2…0,6 мм/об с шагом 0,1 мм/об с применением и без применения СОЖ. В процессе резания наблюдался широкий спектр сигнала с диапазоном от 0 до 300 кГц, с максимальной амплитудой в диапазоне 0…25 кГц, что соответствует шумам технологи- ческой системы, спектр сигнала с минимальной амплитудой наблюдался в диапазоне от 25 до 300 кГц (рис. 2, б ). На начальном этапе устанавливалась взаи- мосвязь режимов резания ( S – подача, V – ско- рость резания) и параметров акустической эмис- сии. На стадии предварительных экспериментов было установлено, что наиболее информатив- ным параметром АЭ, зависящим от режимов резания, является S АЧХ . На графиках видно, что увеличение подачи, значение S АЧХ остается при- мерно на одном уровне, а при увеличении ско- рости резания значение S АЧХ возрастает. Графи- ки подтверждают физический смысл параметра S АЧХ , ведь он представляет собой энергию упру-