Obrabotka Metallov 2009 No. 2

Для решения поставленной проблемы были проведены специальные эксперименты по опре- делению логарифмического декремента колеба- ний в процессе сверления спиральным сверлом. Для этого были изготовлены специальные об- разцы из чугуна СЧ-20 (рис. 1), при обработке которых происходит переход от рассверливания к сверлению сплошного материала. Переход от рассверливания к сверлению вызывает скачок крутящего момента и имитирует удар, который выводит систему инструмента из состояния равновесия (устоявшегося процесса обработки). Далее, в процессе обработки, спиральное свер- ло совершает затухающие колебания до тех пор, пока не вернется в новое состояние равновесия. Затухающие колебания инструмента можно за- фиксировать с помощью пьезокерамического датчика, установленного у поверхности сверла. При проведении экспериментов, сверло закре- плялось неподвижно в патроне токарного станка с целью обеспечения контакта с датчиком. Реги- страция сигнала осуществлялась посредством аналого-цифрового преобразователя L-Card L-780M. Эксперименты проводились в условиях (рис. 2): диаметр сверла d = 10 мм, длина рабочей части l = 100 мм подача S = 0,28 … 0,47 мм/об, скорость резания V = 0,102…0,392 м/с (частота враще- ния n = 195…750 об/мин). Логарифмический декремент колебаний мож- но определить по формуле [1] 1 ln , δ i i A nT A    (2) где A – амплитуда колебаний, дБ; n – коэф- фициент, характеризующий вязкость систе- мы; T – длительность одного колебательного цикла, с. В условиях S = 0,47 мм/об, V = 0,277 м/с ( n = 530 об/мин) декремент колебаний соста- вил δ = 1,241, при повторяемости экспери- мента M = 3. Обобщенный коэффициент демпфирования в продольном направлении может быть определен согласно следующей зависимости [2]: 2 . δ m h T  (3) Эксперименты подтвердили, что логарифми- ческий декремент колебаний с достаточной точ- ностью может быть определен расчетным путем, предложенным И.Г. Жарковым [2]: , (4) где μ вн – коэффициент внутреннего трения в ма- териале инструмента; μ 3 , μ п , μ лен – коэффициен- ты трения соответственно по задней, передней поверхности и ленточке спирального сверла; μ вн.пл – коэффициент внутреннего трения в пла- стической зоне; ϑ 1 , ϑ 2 , ϑ 3 , ϑ 4 , ϑ 5 – коэффици- енты корреляции, учитывающие влияние каждо- го из коэффициентов μ вн , μ 3 , μ п , μ лен , μ вн.пл на обобщенный логарифмический декремент зату- ханий. При проведении расчетов коэффициенты внутреннего трения, по ленточке спирально- го сверла были определены экспериментально (μ вн = 0,195, μ лен = 0,93), коэффициент трения на передней поверхности рассчитан по ме- Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – спиральное сверло; 2 – образец для сверления; 3 – пьезокерамический датчик; 4 – усилитель; 5 – аналого- цифровой преобразователь Рис. 2. Общий вид экспериментальной установки ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ КОЛЕБАНИЯ № 2 (43) 2009 26