Влияние износа спиральных сверл на параметры виброакустического сигнала

Спиральные сверла особенно малого диаметра являются одним из тех инструментов, поломки которого встречаются наиболее часто. Поломки спиральных сверл бывают особенно опасными в тех случаях, когда обломок инструмента остается в глухом отверстии. Это неприятно тем, что операции сверления проводят обычно на последних стадиях обработки изделия и в ряде случаев приходится выжигать обломок сверла для ликвидации брака. Характерной особенностью спиральных сверл, особенно для глубокого сверления, является их низкая изгибная и крутильная жесткости и связанная с этим склонность к накоплению относительно больших запасов потенциальной энергии.

На рис. показаны характеристики износа спиральных сверл, которые могут влиять на его режущую способность. На рис. 6.46 показан пример параллельного измерения параметров износа сверла и параметров ВА сигнала при последовательном сверлении одинаковых отверстий. В качестве параметров ВА сигнала использовались: А_ср – среднее значение амплитуды ускорения в октавной полосе в СГЧ 16 кГц за период одного реза, А_max - максимальное за период одного реза значение амплитуды. Из подобных исследований было установлено, что износ уголков сверла наилучшим образом оценивает его состояние На рис. 6.47 показан пример измерения А_ср и поля ее разброса (с границами в четыре средних квадратических отклонения) в зависимости от износа по уголкам сверла.

hy – износ уголка; hз – износ задней поверхности главных режущих кромок; hп – износ передней поверхности главных режущих кромок; hз.у. – износ задней поверхности уголка; hп.к. – износ поперечной режущей кромки.

Рис. 6.46. Изменение параметров ВА сигнала с ростом износа сверла: Р6М5 – СЧ21, Ø 9,8 мм, s = 200 мм/мин, n = 1000 об/мин

Износ уголков наиболее адекватно описывает состояние сверла

Рис. 6.47. Изменение параметров ВА сигнала с ростом износа по уголкам

Такой характер зависимостей амплитуды ВА сигнала от износа спиральных сверл сохраняется практически для всех частотных диапазонов.

Рис. 6.48. Изменение амплитуды ВА сигнала в процессе сверления одного отверстия при разных значениях износа:

Октава с сгч 16 кГц, сверло ø 9,8 мм,

Р6М5 – СЧ21, s = 200 мм/мин, n = 1000 об/мин

Автоколебания возникают тем раньше, чем больше износ сверла.

Средний уровень ВА сигнала растет с увеличением износа сверла. Амплитуда ВА сигнала, возникающая в момент врезания кромки в заготовку (А_вр) тоже растет при увеличении износа уголка. Было установлено, что автоколебания, возникающие при углублении сверла, связаны с процессом трения ленточек сверла о стенки и края отверстия. Чем больше износ уголков, тем больше силы, действующие на сверло и стремящиеся его изогнуть. Соответственно и автоколебания возникают на более ранней стадии.

Рис. 6.49. Изменение амплитуды ВА сигнала при врезании сверлами Ø 10,2 мм в зависимости от времени работы

. На рис. 6.49 показаны примеры изменения А_вр при стойкостных испытаниях нескольких сверл. Обращает на себя внимание большой разброс стойкости образцов, и то, что при одинаковых значениях h_у на разных сверлах А_вр разное. Это свидетельствует в пользу того положения, которое утверждает, что ВА сигнал в первую очередь реагирует на режущую способность кромки, которая определяется радиусом округления и наличием выкрашиваний.