ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Опытным путем получена значимая корреляционная связь (К=0,7-0,8) между износом инструмента и спектром шероховатости обработанной им поверхности (ШОП) как интегральными характеристиками процесса резания.

Устройство состоит из прибора типа «Калибр-283», модифицированного для измерения спектра ШОП, специальных приспособлений для закрепления образцов обрабатываемых материалов (ОМ), аппаратуры и программного обеспечения для обработки спектра ШОП.

Подготавливается до 20 образцов разных ОМ:

- шайбы (толщина - 5-7 мм, наружныйd=35-40 мм, внутреннийd=20 мм), закрепленные на стальной оправке диаметром 20 мм с промежутками 3-5 мм; или

- цилиндры (d=15-20 мм, длина - 20-25 мм), закрепленные равномерно в диске.

Перед резанием на рабочих режимах шайбы протачиваются по наружному диаметру, цилиндры - по торцу за один проход. Скорость резания выбирается в зависимости от термообработки заготовок в диапазоне 1,7-3,3 м/с, подача - 0,065-0,1 мм/об, глубина резания - 0,25-0,4 мм.

Спектр ШОП каждого образца ОМ меряется вдоль следа резца на станке или приспособлении со специальным электроприводом (число оборотов не выше 0,03 об/с для получения окружной скорости не более 0,01 м/с). Прибор модифицирован для измерения спектра ШОП. Сигнал о профиле с ощупывающего узла прибора после усилителя, минуя интегратор, поступает на вход специального блока фильтров-анализаторов (18 параллельно работающих каналов соответственно на 80, 100, 125, 158, 200, 250, 318, 400, 500, 635, 800, 1000, 1250, 1580, 2000, 2500, 3180 и 4000Гц). На выходе каждого из фильтров - детектор и интегратор. Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ и регистрируются. Запись сигнала для каждого ОМ на одинаковых диаметрах повторяется 8-10 раз. Существенность различий спектров, полученных для разных ОМ, производится по специальной программе статистической обработки спектра. Проверяется необходимость и достаточность числа измерений в каждой выборке. Тремя способами определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. Первая проверка: коэффициент вариации (отношение дисперсии к среднему значению) - менее 0,33. Вторая: среднее абсолютное отклонение - меньше нормированного. Третья: ошибки асимметрии и эксцесса не превышают допустимые.

При распределении, близком к нормальному, можно определить значения, нарушающие нормальность, и скорректировать их. Для каждого ОМ вычисляются общие вектора, построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше частотных полос спектра ШОП как на координатных осях, выводятся гистограммы их распределения, показывающие отличия ОМ на отдельных частотах и по общим векторам: чем меньше ШОП, тем выше обрабатываемость ОМ. Вычисляются косинусы углов между эталонным и каждым из сравниваемых векторов: чем он меньше единицы, тем выше обрабатываемость. Степень отличия устанавливается по критериям Стьюдента и Фишера: чем больше критерии отличаются от табличных, тем обрабатываемость выше. Критерии Грэббса и Романовского выявляют значения, сильно отличающиеся от среднего общего вектора (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются наложенные шестиугольники оценок. На шести лучах, исходящих из одного центра, для каждого ОМ откладываются значения косинусов углов между векторами, критериев Грэббса, Романовского и Стьюдента для средних значений векторов, критериев Стьюдента и Фишера для их дисперсий. Чем больше площадь шестиугольника, тем лучше обрабатываемость.

ОМ, распределение значений спектра ШОП которых не приведены к нормальному, проверяются на стационарность и вычисление критериев серий, тренда и Вилкоксона. Получаются наложенные треугольники оценок. На трех лучах для каждого ОМ откладываются значения критериев серий, тренда и Вилкоксона. Чем больше площадь треугольника, тем выше обрабатываемость.