ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Износ режущего инструмента и спектр виброакустической эмиссии связаны как интегральные характеристики системы резания. При точении все процессы схватывания и износа у материалов скоррелированно отражаются в спектре ВАЭ. Для оценки обрабатываемости разных обрабатываемых материалов (ОМ) предлагается ускоренный метод по сигналу ВАЭ.

Берутся до 20 образцов разных ОМ: шайбы (толщина - 5-7 мм, наружный d=35-40 мм, внутренний d=20 мм) протачиваются по наружному диаметру на один проход и насаживаются на стальную оправкуd=20 мм с промежутками 3-5 мм. 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. Сигнал ВАЭ резания в диапазоне частот 5000-200000Гц снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, а выше - пьезокерамическими пластинами. В первом диапазоне при повышении износа сигнал возрастает 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 10000Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Резонансные частоты (5000, 10000, 20000, 50000, 100000 и 200000Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с указанными центральными частотами. На выходе каждого фильтра 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 и регистрируются. Запись сигнала для каждого ОМ на одинаковых диаметрах повторяется 8-10 раз. Существенность различий спектров разных ОМ производится по специальной программе статистической обработки спектра. Проверяется необходимость и достаточность измерений в каждой выборке и 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.

Вычисляются общие вектора для каждого ОМ, построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше частотных полос спектра ВАЭ как на координатных осях. Выводятся гистограммы их распределения, показывающие возможность отличий ОМ на отдельных частотах и по общим векторам: чем меньше уровень ВАЭ, тем выше обрабатываемость ОМ. Вычисляются косинусы углов между эталонным и каждым из сравниваемых векторов: чем он меньше единицы, тем обрабатываемость выше. Степень отличия определяется по критериям Стьюдента и Фишера: чем больше они отличаются от табличных, тем обрабатываемость выше. Проверяются по критериям Грэббса и Романовского, выявляющих значения, сильно отличающиеся от среднего общего вектора (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются наложенные шестиугольники оценок. На шести исходящих из одного центра лучах 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 выше обрабатываемость.

ОМ, распределение значений сигналов 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.