ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Экспериментальным 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 стандартного прибора типа «Калибр-283», модифицированного для измерения спектра ШОП, и программного обеспечения для обработки спектра ШОП.

Инструментами, подлежащими контролю на износ, (до 20) на обрабатываемом материале поочередно протачиваются пояски одного диаметра шириной 3-5 мм, разделенные канавками той же ширины. Каждый поясок соответствует своему инструменту. В зависимости от термообработки заготовки скорость резания в диапазоне 1,7-3,3 м/c, величина подачи - 0,065-0,1 мм/об и глубина резания - 0,25-0,4 мм одинаковы для каждого инструмента. Спектр ШОП каждого пояска измеряется вдоль следа резца на станке или приспособлении, обеспечивающем число оборотов не более 0,03 об/с для получения окружной скорости не более 0,01 м/с (необходимой для нормального трассирования иглы прибора). Прибор модернизирован для измерения спектра шероховатости. Сигнал о профиле с ощупывающего узла прибора после усилителя, минуя интегратор, поступает на вход специального блока фильтров-анализаторов, состоящего из 18 параллельно работающих каналов соответственно на 80, 100, 125, 158, 200, 250, 318, 400, 500, 635, 800, 1000, 1250, 1580, 2000, 2500, 3180 и 4000 Гц. Можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337. 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, где регистрируются по специальной программе. Запись сигнала для каждого инструмента (пояска) повторяется 10-12 раз. Существенность различий спектров разных 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 ШОП как на координатных осях и выводятся гистограммы их распределения, показывающие отличие износов инструмента на отдельных частотах и по общим векторам: чем меньше ШОП, тем меньше износ инструмента. Вычисляются косинусы углов между эталонным, имеющим максимальные характеристики спектра ШОП, и каждым из сравниваемых векторов: чем он меньше единицы (углы наклона векторов больше от эталонного), тем меньше износ инструмента. Степень отличия определяется по статистическим критериям Стьюдента и Фишера: чем больше критерии отличаются от табличных, тем меньше износ инструмента. Для дополнительной проверки берутся критерии Грэббса и Романовского, позволяющие выявить значения, намного отличающиеся от среднего общего вектора (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются наложенные шестиугольники оценок износов инструментов. На исходящих из одного центра шести лучах для каждого инструмента (партии инструментов) 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 инструментов.

Для поясков, у которых распределение значений спектра ШОП не удается привести к нормальному, производится проверка на стационарность и вычисление критериев серий, тренда и Вилкоксона.

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