Experimental study of the relationship between the vibro-acoustic parameters of the grinding process and the macro-roughness of the treated surface

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 3 2021 6 ТЕХНОЛОГИЯ Экспериментальное исследование взаимосвязи виброакустических параметров процесса шлифования с показателями макронеровности обработанной поверхности Дмитрий Ардашев a , Александр Жуков b, * Южно - Уральский государственный университет , пр . Ленина , 76, г . Челябинск , 454080, Россия a https://orcid.org/0000-0002-8134-2525, ardashevdv@susu.ru , b https://orcid.org/0000-0002-9328-7148, 89127773160@mail.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 3 с . 6–19 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-6-19 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Задача по обеспечению требований формы поверхностей при наружном шлифовании не уступает в своей значимости задачам по фор - мированию требуемых шероховатости [1] или ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.923.1 + 534.612.2 История статьи : Поступила : 05 апреля 2021 Рецензирование : 22 апреля 2021 Принята к печати : 27 мая 2021 Доступно онлайн : 15 сентября 2021 Ключевые слова : Акустический анализ звука Корреляционно - регрессионный анализ Процесс шлифования Вибрации при шлифовании Уровень звука Отклонение от круглости Отклонение от цилиндричности Финансирование : Исследование выполнено при фи - нансовой поддержке Министер - ства науки и высшего образова - ния Российской Федерации ( грант № FENU-2020-0020). АННОТАЦИЯ Введение . Для оценки текущего состояния технологической системы ( ТС ) при шлифовании предпочтительно использовать косвенные критерии . Такие подходы в отличие от прямых методов измерения могут осуществляться без прерывания производственного процесса . Основными параметрами , используемыми при косвенной оценке состояния режущего инструмента , являются состояния ( до и после обработки ) заготовки , тепловые и электрические характеристики зоны резания , виброакустические колебания процесса , силовые измерения . Работа посвящена исследованию акустических параметров шлифования как достаточно информативной и наименее ресурсозатратной характеристики . Актуальность разработки методов оценки состояния ТС на основе звуковых и топографических характеристик имеет множество аспектов , главными из которых являются применимость при управлении шлифованием , прогнозирование состояния режущего инструмента и планирование операций технологического процесса . Цель работы состоит в разработке математической модели зависимости виброакустических параметров процесса круглого наружного врезного шлифования от величины макронеровностей шлифованного образца . Разработка такой модели является необходимым этапом при проектировании методики прогнозирования состояния инструмента . Соответственно предметом работы являются одновременно два параметра – уровень звука , возникающий в процессе шлифования , и отклонения формы поверхности шлифованных образов от цилиндричности . Методами исследования , применяемыми для достижения обозначенной цели , служат эксперимент по изучению звуковых явлений , сопровождающих круглое наружное врезное шлифование ; измерение макронеровностей поверхности образцов , подвергнутых обработке , с применением координатно - измерительной машины ; корреляционно - регрессионный анализ для получения математических зависимостей . Результаты и обсуждение . Получены две частные множественные линейные регрессионные модели , описывающие влияние скорости врезной подачи и времени работы шлифовального круга на уровень звука при шлифовании и на отклонения от цилиндричности обработанных образцов . На их основе разработана общая модель , устанавливающая взаимосвязь между звуковой характеристикой и показателем макронеровности обработанной поверхности . Показано , что звуковые характеристики ( например уровень звука ) могут быть использованы в качестве косвенного показателя текущего состояния ТС , позволяющего дать оценку уровню вибраций и соответственно прогнозировать качество продукции . Для цитирования : Ардашев Д . В ., Жуков А . С . Экспериментальное исследование взаимосвязи виброакустических параметров процесса шлифования с показателями макронеровности обработанной поверхности // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 3. – С . 6–19. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-6-19. ______ * Адрес для переписки Жуков Александр Сергеевич , магистрант Южно - Уральский государственный университет , пр . Ленина , 76, 454080, г . Челябинск , Россия Тел .: 8 (351) 272-32-94, e-mail: 89127773160@mail.ru точности диаметрального размера . Для таких параметров , как износостойкость , работоспо - собность , надежность и долговечность сочлене - ний узлов машин , соблюдение требований фор - мы поверхностей деталей имеют наивысший приоритет . В частности , к таким требованиям относятся отклонения от круглости и цилин - дричности . Количество факторов , оказывающих влия - ние на параметр цилиндричности поверхности