ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

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 спектр получаемой вдоль следа инструмента шероховатости измеряется 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 120-150 мм 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 (100-1000Гц) системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000Гц. стандартными отечественными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - специально прикрепляемыми к режущему инструменту пьезокерамическими пластинами (уровень сигнала в этой области не превышает 10-15 дБ). В первом диапазоне при увеличении износа инструмента сигнал увеличивается в 8-10 раз, а 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 для каждой СР повторяется 10-12 раз.

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 показывают различную способность обрабатываемых материалов образовывать нарост на инструменте.