ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Согласно теории резания металлов, дающих нарост на инструменте, существует прямая связь между наростом на режущем инструменте (РИ), шероховатостью обработанной им поверхности (ШОП) и спектром виброакустической эмиссии (ВАЭ). Например, при точении резцом измеряется спектр получаемой вдоль следа инструмента шероховатости через параметры спектра ВАЭ, т.к. все процессы схватывания у материалов скоррелированно отражаются и в спектре ВАЭ, и в спектре ШОП. Классические зависимости высоты нароста на РИ от скорости резания повторяют форму кривых зависимости ШОП от скорости резания.

Производится торцевое точение заготовок диаметром 120-150мм из материалов, дающих при резании нарост на инструменте. На соответствующих началу (уменьшение спектра ВАЭ и увеличение спектра ШОП) и концу (увеличение спектра ВАЭ и уменьшение ШОП) зоны нароста диаметрах определяются скорости резания (СР), т.е. скорости, при которых сигнал ВАЭ становится нестационарным и наоборот. Сигнал ВАЭ в диапазоне частот 5000-200000Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100-1000 Гц) системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000Гц стандартными отечественными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, а выше - специально прикрепляемыми к режущему инструменту пьезокерамическими пластинами (так как уровень сигнала в этой области не превышает 10-15 дБ). В первом диапазоне при увеличении износа инструмента сигнал увеличивается в 8-10 раз, во втором - в 80-100 раз.

Специальный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания с линейной АЧХ при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя с регулируемым от микро ЭВМ коэффициентом усиления не менее 500, возрастающей АЧХ в диапазоне до 10000Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Скоррелированные со спектром ШОП резонансные частоты (5000, 10000, 32000, 50000, 100000 и 200000Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. Можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337. На выходе каждого из фильтров установлены детектор и интегратор. Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где регистрируются по специальной программе. Запись сигнала повторяется 10-12 раз для каждой СР.

Существенность различий спектров, полученных для различных СР, производится по специальной программе статистической обработки спектра. Сначала тремя способами определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. При распределении, близком к нормальному, можно определить значения, нарушающие нормальность, и откорректировать их.

Затем вычисляются общие вектора для каждой СР, построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше частотных полос спектра ВАЭ, как на координатных осях, и выводятся гистограммы их распределения, показывающие возможность отличий зон нароста как на отдельных частотах, так и по общим векторам: чем меньше ВАЭ как по значениям интенсивностей частотных полос, так и общих векторов, тем выше нарост на РИ. Степень отличия определяется по статистическим критериям Стьюдента и Фишера: чем больше критерии отличаются от табличных, тем больше нарост. Зависимости ВАЭ от скорости показываютразличную способность обрабатываемых материалов образовывать нарост на инструменте.