ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно - исследовательской работы.

Основные принципы методики измерения и анализа спектра шероховатости для входного контроля обрабатываемых материалов (ОМ) при резании заключаются в следующем.

Полученный с помощью ощупывающего узла и усилителя профилометра типа «Калибр» сигнал, минуя интегратор, поступает на вход специального блока третьоктановых фильтров - анализаторов, состоящих из 23-х параллельно работающих каналов на 80, 100, 125, 158, 200, 250, 315, 400, 635, 800, 1000, 1250, 1580, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6350, 8000, и 10000 Гц. Усиленный и выпрямленный сигнал с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступает на вход микро-ЭВМ, где по специальной программе производится его регистрация. Специальные приспособления для закрепления заготовок при измерении профиля поверхности приборами типа «Калибр» позволяют вращать заготовку относительно неподвижной иглы с малой скоростью 0,001 - 0,01 м/сек. На одном из них можно измерять спектр шероховатости вдоль следа инструмента на наружном диаметре у 15 -20 образцов (шайб) из различных партий ОМ, насаженных на одну оправку диаметром 30 - 35 мм и предварительно проточенных по наружному диаметру за один проход. Другая оправка диаметром 100 -120 мм и длиной 50 - 60 мм, имеющая с торца 15 - 20 равномерно расположенных на одной окружности отверстий для закрепления сравниваемых образцов ОМ диаметром 15 - 20 мм, позволяет проточить их по торцу за один проход. При измерении спектра оправка ставится вертикально в центр, а игла прибора ощупывает след резца при медленном вращении заготовки - оправки специальным приводом.

По окончании серии измерений спектра шероховатости, состоящей из 10 -12 повторений на первом образце, условно принимаемым за эталонный, и 6 - 8 повторений в участках канавки на всех остальных образцах, производится анализ полученных данных и сравнение ОМ.

Сначала для каждого ОМ вычисляются среднее значение интенсивности каждой частоты и её дисперсии. 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 использование среднего абсолютного отклонения. Третья - отклонение от допустимого значения асимметрии (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 ОМ 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 образца ОМ. Все номера ОМ располагают в порядке убывания критериев Стьюдента. Для уточнения этого ранжирования используют критерий Фишера при сравнении дисперсий. Дополнительная ранжирование ОМ использует критерии Грэббса и Романовского для определения значений, не принадлежащих выборке. При этом принимается, что все образцы ОМ принадлежат одной выборке. Чем больше отношение абсолютных разностей двух средних к дисперсии всей выборки, равной числу ОМ, отличается от табличного, тем хуже шероховатость и ниже его порядковый номер в ранжировании. Отдельно выводятся номера ОМ с одинаковой обрабатываемостью по шероховатости обработанной поверхности.

Методика позволяет производить входной контроль как между партиями ОМ, так и внутри них.

Методика и аппаратура для получения спектра шероховатости, измеренной вдоль следа резца после торцевого точения закреплённых в специальной оправке нескольких образцов ОМ за один проход на постоянном числе оборотов, позволяют на соответствующих диаметрах найти скорости резания, при которых спектры шероховатости будут идентичными.