Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Качество поверхностного слоя деталей наряду с физико-механическими характеристиками и точностью обработки является важнейшей комплексной характеристикой, во многом определяющим эксплуатационные свойства машин. Из-за сложности оценки и использования микрорельеф поверхности пока не используется как критерий оценки качества изготовления деталей, оценку поверхности изготовленной детали чаще всего дают параметрами шероховатости и волнистости. Современные методы измерений позволяют довольно точно измерять реальный профиль поверхности. Такие измерения возможно, как с помощью контрольно-измерительных машин, так и с помощью небольших «цеховых» приборов, причем точность последних все равно позволяет выполнять довольно точный анализ [1]. Однако уже сейчас, накопленный опыт машиностроительной отрасли [2, 3] позволяет зафиксировать влияние микрорельефа поверхности на эксплуатационные характеристики изделий. Придание поверхностям деталей надлежащих свойств, способствующее значительному повышению показателей качества эксплуатируемых машин, и в первую очередь показателей их надежности и долговечности, сформировало подход к обработке материалов, известный как инженерия поверхностного слоя изделий. Кроме того, микрорельеф поверхности детали может служить источником информации для проведения диагностики состояния оборудования, инструмента и процесса резания.
Во время механической обработки детали возникают вибрации, которые оставляют след на обработанной поверхности. Источников вибрации обычно несколько и каждый из них вносит свой вклад в итоговую микрогеометрию детали [4, 5]. Использование микрорельефа поверхности наравне с частотной оценкой колебаний, возникающих при механической обработке, позволяет повысить информативность получаемых данных и повысить степень достоверности диагностики оборудования. В области анализа виброакустических колебаний, возникающих во время механической обработки изделий, часто используется частотный подход, позволяющий перевести полученную информацию из временной шкалы в частотную, однако для анализа микрорельефа обработанной поверхности использование частотного подхода не имеет такого широкого распространения, после измерения профиля поверхности сигнал имеет размерность длины и перейти в частотную область в прямом виде нельзя [6]. Часть работ используют преобразование Фурье для таких профилей и получают область условно частотную. Такое преобразование позволяет также получать спектры и выполнять качественное и количественный анализ, однако эти спектры не позволяют полноценно связать обработанную поверхность с вибрациями, следовательно, анализ поверхности оторван от процесса ее получения и не может служить инструментом оценки качества процесса обработки.
В качестве примера рассмотрена поверхность детали полученная точением. Материал детали — Ст 3, способ закрепления — консольное в трех кулачковом патроне, режимы резания: подача S — 0,16 мм/об; частота вращения заготовки n — 900 об/мин; глубина резания t — 0,4 мм. Предварительно с заготовки была снята ржавчина черновым проходом с режимами: S — 0,16 мм/об; n — 900 об/мин; t — 0,25 мм. Чистовая обработка велась на автоматической подаче с использованием реечной передачи (параметры передачи модуль рейки m 3 мм, количество зубьев шестерни z = 10). Обработка производилась проходным отогнутым резцом с напайной твердосплавной пластинкой (материал пластинки Т15К6).
Микрогеометрия поверхности измерялась с помощью профилометра Time TR-220 (Китай). Перед измерением, была обеспечена параллельность оси вращения детали ходу щупа, прибор подключался к персональному компьютеру через порт RS-232. Далее в программном обеспечении Time Surf TR220 выбирались параметры измерений: базовая длина измерения 2,5 мм, длина оценки 5 базовых длин (12, 5 мм), диапазон измерений — авто, скорость перемещения щупа 1 мм/с, измерялся прямой профиль (без фильтра).
По результатам измерения профиля детали имеется массив данных, представляющих собой координаты профиля. Полученный массив данных можно преобразоваться с помощью быстрого преобразования Фурье. После такого преобразования получится область условно частотная с размерностью 1/мм, в которой возможно использование всех инструментов спектрального анализа.
На спектре максимальный пик соответствовал частоте 5.7147 (1/мм), следовательно, длина волны =1/5.7147=0.175 мм, номинальная подача была равна 0,16 мм, тогда погрешность оценки шага шероховатости 9,38 %. Более подробно данный пример рассмотрен в работе [7].
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
