Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Системы Методы Технологии . Д . П . Алейников и др . Анализ вибрационных …2017 № 4 (36) с . 71-77 73 Рис . 4. Контроль износа задней кромки фрезы СКИФ 219 Рис . 5. Графики типичного износа режущих кромок фрез от наработки и скорости резания Экспериментальное определение износа фрез вы - полнялось на специализированном стенде фирмы Zoller ( Германия ), который позволяет измерять все основные виды дефектов режущих инструментов с точностью до 1 мкм . На рис . 4 показан пример контроля износа зад - ней кромки фрезы СКИФ 219 с использованием уста - новки Zoller. Характеристики износа инструмента . В процессе фрезерования режущие кромки инструмента поочередно врезаются в заготовку , создавая при этом импульсы си - лы . В зависимости от материалов заготовки и инстру - мента , геометрических параметров инструмента и ре - жимов обработки износ инструмента происходит с раз - ной скоростью [4–6, 8, 9, 13]. Величину износа в зоне вершины лезвия h принято называть радиальным изно - сом , который зависит от скорости резания [4, 5, 14, 15]. Для фрез с режущими пластинами к видам износа отно - сятся выкрашивание , износ по задней поверхности , лун - кообразование , наросты на режущей кромке , пластиче - ская деформация , термические трещины . При износе режущих кромок происходит изменение параметров воздействующих силовых импульсов [4, 16, 17, 19]. На рис . 5 приведены типичные графики износа ре - жущих кромок фрез в зависимости от наработки и ско - рости резания [4]. На рис . 6 показаны аппроксимирую - щие кривые износа фрезы СКИФ 219, восстановленные по значениям разрушения кромок в конце испытания . Кривые износа инструмента можно представить в виде экспоненциальных или полиномиальных зависимостей . В начале работы фрезы ( на первых проходах обработки экспериментов ) происходит приработка режущих кро - мок . Затем скорость износа режущих кромок стабилизи - руется и с некоторого значения становится нелинейной , так как износ и сколы режущих кромок начинают , в свою очередь , увеличивать статическую и динамиче - скую составляющие силы резания . Рис . 6. Графики износа режущих кромок фрезы СКИФ 219, восстановленные по значениям разрушения кромок в конце испытания Основной спектральной составляющей при опти - мальном режиме фрезерования , когда работают все режущие кромки фрезы , является составляющая на зубцовой частоте 60 1 n z fz f з = = , где 1 f — оборотная частота ; z — число режущих кромок фрезы ( z = 4). В проведенных экспериментах спектральная составляю - щая зубцовой частоты превышала другие гармониче - ские составляющие оборотной частоты в 10 и более раз , т . е . СКЗ виброускорения определялось вибрацией зубцовой частоты ( рис . 7 а ). На рис . 7 б показаны тренды СКЗ виброускорения по трем координатам для фрезы СКИФ 209, которые практически постоянны до 23- го прохода обработки заготовки (415 сек ). На последней стадии износа на - блюдались флуктуации СКЗ виброускорения , и на 33- м проходе фреза СКИФ 209 сломалась ( рис . 2).