ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Основные принципы методики измерения и анализа спектра шероховатости заключаются в следующем.

Из партии пластин, подлежащих контролю, выбирается не менее 10-ти инструментов. Каждой пластиной производится чистовое точение в центрах на одном и том же токарном станке предварительно подготовленных на стальной заготовке (диаметром 80...100 мм, длиной 80...100 мм) поясков шириной 3...5 мм. Каждому номеру режущего инструмента (РИ) соответствует свой номер пояска. Скорость резания выбирается в зависимости от термообработки заготовки в диапазоне 1,7...3,3 м/с, скорость подачи - 0,065...0,1 мм/об, глубина резания - 0,25...0,4 мм.

Затем у проточенной таким образом заготовки производится измерение шероховатости каждого пояска вдоль следа резца на станке или приспособлении, обеспечивающих бесступенчатое регулирование числа ее оборотов не более 0,03 об/с для получения окружной скорости не более 0,01 м/с, необходимой для нормального трассирования иглы стандартного измерительного прибора типа "Калибр-283". Сигнал с усилителя прибора, минуя интегратор, поступает на вход блока третьоктавных фильтров - анализаторов с диапазоном анализа 80 Гц-10 кГц, состоящего из двадцати двух параллельно работающих каналов, соответственно на 80, 100, 125, 158, 200, 250, 318, 400, 500, 635, 800, 1000, 1250, 1580, 2000, 2500, 3180, 4000, 5000, 5000, 6350, 8000, 10000 Гц. Каждый канал блока фильтров имеет свой согласующий усилитель и выпрямитель. Таким образом, при медленном ощупывании шероховатости вдоль следа каждого резца, на каждом пояске соответственно, в течение 30...60 с все 22 частоты спектра шероховатости через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают в микро-ЭВМ.

По окончании серии измерений спектра шероховатости, состоящей из 10-12 повторений на первом пояске, условно принимаемым за эталонный, и 6-8 повторений в различных участках канавки на всех остальных поясках, проводится анализ полученных данных и сравнение РИ.Сначала для каждого РИ вычисляется среднее значение интенсивности каждой частоты и ее дисперсия. При этом все значения проверяются на принадлежность к выборкам по критериям Грэббса и Романовского. Затем проверяется степень соответствия закона распределения в каждой выборке нормальному. Первая проверка - коэффициент вариации (отношение дисперсии к среднему значению) должен быть менее 0,33. Вторая проверка предполагает использования среднего абсолютного отклонения. Третья - отклонение от допустимого значения ассиметрии (скошенности) и эксцесса (островершинности). После вычисления относительных ошибок средних и доверительных интервалов на экран дисплея или на печать можно вывести гистограммы распределения.

Далее для каждого РИ вычисляется вектор, построенный на интенсивностях частотных полос спектра шероховатости как на координатных осях. Для определения существенности различий средних значений векторов и их коэффициентов вариации используется общепринятый статистический критерий Стьюдента. Чем больше вычисленный критерий отличается от табличного, тем хуже шероховатость сравниваемого РИ. Все номера РИ располагают в порядке убывания критериев Стьюдента. Для уточнения этой ранжировки используют критерий Фишера при сравнении дисперсии. Дополнительная ранжировка РИ использует критерий Грэббса и Романовского для определения значений, не принадлежащих выборке. При этом принимается, что все испытанные образцы РИ принадлежат одной выборке. Чем больше отношение абсолютных разностей двух средних к дисперсии всей выборки, равной числу РИ, отличается от табличного, тем хуже шероховатость от данного РИ и ниже его порядковый номер в ранжировке.

Отдельно выводятся номера инструментов с одинаковыми режущими способностями.

Методика позволяет проводить сортировку пластин как между партиями, так и внутри них. Опробование методики производилось в лабораторных условиях при отборе пластин для проведения экспериментов по установлению зависимостей между технологическими параметрами системы резания. Методика оказалась чувствительной к отбору у резцовых перетачиваемых и неперетачиваемых твердосплавных пластин вершин с одинаковыми режущими способностями. Табличные критерии в этом случае выбирались при доверительной вероятности не менее 0,99.