ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Экспериментальным путем получена значимая корреляционная связь (К=0,78-0,84) между износом инструмента и спектром шероховатости обработанной им поверхности (ШОП) как интегральными характеристиками процесса резания.

Устройство состоит из стандартного прибора типа «Калибр-283» для измерения шероховатости и программного обеспечения для обработки спектра ШОП.

Инструментами, подлежащими контролю на износ, на требуемом обрабатываемом материале протачиваются пояски одного диаметра шириной 3-5 мм, разделенные канавками. У проточенной таким образом заготовки измеряется спектр ШОП вдоль следа резца на каждом пояске, соответствующем определенному инструменту (их может быть до 20), 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 «Калибр-283»). Прибор, кроме измерения традиционного параметра шероховатости - среднеарифметического отклонения профиля, модифицирован для измерения спектра ШОП. 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. Каждый канал блока фильтров имеет свой согласующий усилитель и выпрямитель. При медленном ощупывании следа каждого резца соответственно на каждом пояске в течение 20-30 с все 18 частот спектра ШОП канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где регистрируются по специальной программе. Запись сигнала повторяется 10-12 раз в разных участках поверхности для каждого инструмента. Существенность различий спектров, полученных для разных поясков, определяется 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 инструмента, построенные в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос соответствующих спектров шероховатости как на координатных осях, и выводятся гистограммы их распределения, наглядно показывающие возможность отличий износов различных инструментов. Эталонный вектор соответствует условиям минимального износа. Чем хуже шероховатость по значениям интенсивностей отдельных частотных полос и общих векторов, тем выше износ инструмента. Для дальнейшего уточнения существенности различий средних значений общих векторов и их дисперсий берутся статистические критерии Стьюдента и Фишера: чем больше критерии, тем больше различие. Для дополнительной проверки используются критерии Грэббса и Романовского, позволяющие выявить значения, намного отличающиеся от среднего (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются пятиугольники оценок износов. На пяти исходящих из одного центра лучах для каждого износа откладываются соответственно значения критериев Грэббса, Романовского и Стьюдента для средних значений векторов, критериев Стьюдента и Фишера для их дисперсий. Чем больше площадь соответствующего пятиугольника, тем больше износы отличаются от эталонного (минимального).