ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Износ режущего инструмента и спектр ЭДС резания связаны как интегральные характеристики системы резания. При точении все процессы схватывания и износа у токопроводящих материалов скоррелированно отражаются в спектре ЭДС резания. Для оценки разных марок обрабатывающих материалов (ОМ) по обрабатываемости предлагается устройство, использующее сигнал ЭДС резания.

Берутся до 20 образцов разных ОМ: шайбы (толщина - 5-7 мм, наружныйd=35-40 мм и внутреннийd=20 мм) протачиваются по наружному диаметру на один проход и насаживаются на стальную оправку диаметром 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 ЭДС резания в диапазоне частот 80-200000Гц снимается специальным токосъемником и имеет величину от единиц до сотен микровольт. В диапазоне 200-20000Гц он предельный, выше - не более 10-15 мкВ.

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. Резонансные частоты (200, 800, 3200, 12800, 50000 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. 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, определяются и корректируются значения, нарушающие нормальность. Вычисляются общие вектора для каждого ОМ, построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше частотных полос спектра ЭДС резания как на координатных осях, и выводятся гистограммы их распределения, показывающие возможность отличий ОМ на отдельных частотах и по общим векторам: чем меньше ЭДС резания, 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 критерии отличаются от табличных, тем лучше обрабатываемость. Для проверки берутся критерии Грэббса и Романовского, выявляющие 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.

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

Получаются наложенные треугольники оценок. На трех исходящих лучах для каждого ОМ откладываются значения критериев серий, тренда и Вилкоксона. Чем больше площадь треугольника, тем выше обрабатываемость.