The vibration measurements during the abrasive waterjet cutting for the evaluation of surface quality

Abstract

W artykule podjęto dyskusję na temat wpływu drgań wystę-pujących podczas procesu cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną na chropowatość powierzchni przecinanego przedmiotu. O jakości obrabianej powierzchni decydują głów-nie czynniki wynikające z ustawień samych parametrów procesu cięcia. Przedstawione badania eksperymentalne wskazują jednak, że nie bez znaczenia są również parametry drgań towarzyszących obróbce. SŁOWA KLUCZOWE: obróbka wodno-ścierna, drgania, chropowatość powierzchni Article undertakes discussion about the impact of vibrations occurring during the abrasive waterjet machining on the surface roughness of the workpiece. The quality of the machined surface depends mainly on factors arising from the cutting process parameters, however, the presented experimental studies also show that the size of the frequency of oscillation also directly affect on the roughness machined surface. KEYWORDS: abrasive waterjet machining, vibration, surface roughness Eliminacja niepożądanych efektów cięcia oraz ewentualna weryfikacja metody badań w celu poprawy parametrów cięcia metodą strugi wodno-ściernej to nadrzędny cel niniejszej pracy badawczej. Początki stosowania techniki kształtowania przedmiotu wysokociśnieniową strugą tnącą sięgają lat 80. ub.w. Po dziś dzień ta technika jest jednak rozwijana i udoskonalana -zarówno pod kątem jakości kształtowania przedmiotu, jak i innowacyjnych rozwiązań konstrukcji elementów maszyn. W części badawczej artykułu przedstawiono metodykę określania stanu maszyny na podstawie drgań zarejestrowanych podczas procesu oraz ocenę ich wpływu na dokładność obróbki. Aktualny stan maszyny można określać na podstawie obserwacji jej działania jako obiektu diagnostycznego, a więc na podstawie obserwacji: wyjścia głównego przekształcanej energii, otrzymanych produktów, wyjść dyssypacyjnych. W ostatnim przypadku działa-nie polega na kontroli procesów resztkowych, które mogą być związane z temperaturą, drganiami, akustyką itp. [1]. Obecnie maszyny do obróbki wodno-ściernej poddaje się licznym badaniom dotyczącym wpływu parametrów procesu na postać drgań [2÷4]. W tych badaniach podejmuje się próby skorelowania widma drgań z otrzymywanym profilem chropowatości obrabianej powierzchni. Taka korelacja może być podstawą do stworzenia i realizacji programu zarządzającego procesem cięcia z wykorzystaniem informacji zwrotnych -danych z pomiarów [2,4]. Charakterystyczne prążkowanie obserwowane na powierzchni podczas cięcia strugą wodno-ścierną jest powodowane zmieniającą się energią kinetyczną cząstek ściernych. Autorzy badań [7] stwierdzili, że wzrost obserwowanych na powierzchni cięcia pofalowań wzdłuż głębokości penetracji strumienia wynika również ze zmiany energii kinetycznej cząstek ściernych, która od momentu wyjścia z głowicy gwałtownie się zmniejsza. Energia kinetyczna cząstek częściowo wyznacza masę statyczną w osi strugi tnącej. Oscylacje masy strugi mogą być rejestrowane poprzez obserwację dźwięku w szerokim paśmie częstotliwości [2,8,9]. Takie podejście pozwala również na wykorzystanie...