The determination of a minimum thickness value of the machined layer using two-dimensional wavelet transform

Abstract

W pracy podjęto próbę adaptacji dwuwymiarowej transformaty falkowej do identyfikacji występowania strefy inicjowania procesu skrawania oraz wyznaczenia wartości minimalnej grubości warstwy skrawanej dla procesu frezowania czołowego stali C45. Otrzymane wyniki wskazują na zdolność transformaty falkowej do analizy sygnałów niestacjonarnych oraz wykrywania w nich obszarów charakterystycznych. SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie czołowe, analiza falkowa, chropowatość powierzchni, minimalna grubość warstwy skrawanej In this paper, authors take attempt to adapt the two-dimensional wavelet transform to identify the cutting zones and the determination of a minimum thickness value of the machined layer in the process of face milling of steel C45. The research results show the ability of the wavelet transform for the analysis of non-stationary signals and detecting characteristics zones in surface. KEYWORDS: face milling, wavelet analysis, surface roughness, the minimum thickness of value of the machined layer Obróbka wykończeniowa jest końcowym etapem procesu produkcyjnego. Ma ona istotny wpływ na kształtowanie warstwy wierzchniej wytwarzanych elementów oraz ich późniejsze właściwości. Konieczne jest zatem określenie parametrów procesu, które pozwolą na wykonanie powierzchni, eliminując niepożądane zjawiska, które mogą powstać w takcie obróbki, uwzględniając również liczne błędy obróbkowe spowodowane m.in. posadowieniem płytek skrawających w gniazdach korpusu narzędzia czy nierównościami ostrza skrawającego. Wszystkie one wpły-wają na stan struktury geometrycznej powierzchni [1].Jednym ze szczególnie istotnych parametrów procesu frezowania podczas obróbki z małymi głębokościami skrawania jest określenie minimalnej grubości warstwy skrawnej, która jest graniczną wartością definiującą począ-tek obróbki skrawaniem i oddzielania materiału w postaci wióra. W zależności od głębokości skrawania można wyróżnić trzy strefy oddziaływania narzędzia skrawającego na obrabiany materiał. Pierwszą z nich jest strefa, w której występują jedynie odkształcenia sprężyste oraz plastyczne poprzez ugniatanie materiału obrabianego przez ostrze skrawające. W tym przypadku głębokość skrawania jest mniejsza niż najmniejsza wartość materiału, jaka może zostać usunięta w procesie (ap < hmin). Kolejnym obszarem jest strefa odkształceń sprężysto-plastycznych z częścio-wym usuwaniem materiału (ap ≈ hmin). Natomiast ostatnia to strefa, w której następuje usuwanie materiału w postaci wióra (ap > hmin) [2].Analizując stan literatury, można znaleźć wiele opracowań analitycznych, z wykorzystaniem których można oszacować wartość hmin. Zakładają one jednak pewne uproszczenia oraz wyidealizowanie modelu, który w rzeczywistych warunkach nie jest możliwy do zastosowania. Praktyczne rozwiązania opisane w pracach [2, 3] pozwalają na eksperymentalne wyznaczenie wartości hmin poprzez m.in. stykowy bezpośredni pomiar parametru, analizę mikrotwardości, analizę stref kontaktu narzędzia i powierzchni obrabianej z użyciem optycznych przyrządów pomiarowych.W pracy podjęto próbę ad...