ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Опытным путем получена значимая корреляционная связь (К=0,7-0,8) между износом инструмента и спектром виброакустической эмиссии ВАЭ как интегральными характеристиками процесса резания.

Инструментами (до 20), подлежащими отбору на износ, на обрабатываемом материале поочередно протачиваются пояски одного диаметра шириной 3-5 мм, разделенные канавками той же ширины. Каждый поясок соответствует своему инструменту. Сигнал ВАЭ резания в диапазоне частот 5000-200000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, т.к. здесь он наибольший; а выше - специально прикрепляемыми к режущему инструменту пьезокерамическими пластинами (уровень сигнала в этой области не более 10-15 дБ). В первом диапазоне при повышении износа инструмента сигнал увеличивается в 8-10, 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 10000 Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Скоррелированные с износом инструмента резонансные частоты (5000, 10000, 32000, 50000, 100000 и 200000 Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами (анализатор 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 каждого инструмента (пояска) повторяется 10-12 раз.

Существенность различий спектров, полученных для различных поясков, производится по специальной программе статистической обработки спектра. Тремя способами определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. При распределении, близком к нормальному, можно определить значения, нарушающие нормальность, и откорректировать их. Вычисляются общие вектора для каждого пояска, построенные в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос соответствующих спектров ВАЭ как на координатных осях. Выводятся гистограммы их распределения, показывающие отличие износов инструмента на отдельных частотах и по общим векторам: чем меньше уровень ВАЭ, тем износ инструмента меньше. Вычисляются косинусы углов между эталонным, с максимальными характеристиками спектра ВАЭ, и каждым из сравниваемых векторов: чем он меньше единицы, тем меньше износ инструмента. Степень отличия определяется по статистическим критериям Стьюдента и Фишера: чем больше критерии отличаются от табличных, тем меньше износ. Для дополнительной проверки используются критерии Грэббса и Романовского, выявляющие значения, сильно отличающиеся от среднего общего вектора (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются наложенные шестиугольники оценок износов. На исходящих из одного центра шести лучах для каждого инструмента 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 меньше износ.

Пояски, распределение значений сигналов ВАЭ которых не удалось привести к нормальному, проверяются на стационарность и вычисление критериев серий, тренда и Вилкоксона.

Получаются наложенные треугольники оценок. На исходящих из одного центра трех лучах для каждого инструмента откладываются значения критериев серий, тренда и Вилкоксона. Чем больше площадь треугольника, тем меньше износ.