ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 64 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Исследование взаимосвязи режущей способности инструмента с параметрами акустического сигнала в процессе профильного шлифования 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, zhukovas@susu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2022 Том 24 № 4 с. 64–83 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-64-83 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.923.1+534.631 История статьи: Поступила: 30 августа 2022 Рецензирование: 06 сентября 2022 Принята к печати: 21 сентября 2022 Доступно онлайн: 15 декабря 2022 Ключевые слова: Профильное шлифование Профилированный шлифовальный круг Текущая режущая способность Анализ акустического сигнала Спектральный состав Частота собственных колебаний Информативная частота Звуковой индекс Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (грант № FENU- 2020-0020). АННОТАЦИЯ Введение. Современное машиностроение плотно сопряжено с цифровыми технологиями управления производством, для которых важным аспектом является сбор достоверной информации о текущем состоянии систем. Акустические методы текущего контроля режущей способности инструмента при этом обладают значительным потенциалом за счет возможности непрерывного получения актуальных данных о параметрах процесса обработки. Профильное шлифование является одним из широко распространенных методов обработки поверхностей сложной конфигурации. Высокая значимость данного метода заключается в высокой степени ответственности фасонных деталей, получаемых с его помощью. Параметр износа профилированных шлифовальных кругов нуждается в текущем контроле в той же степени, как и другие виды режущего инструмента. При этом акустические методы исследования не нашли широкого применения по отношению к профильному шлифованию. Ввиду этого настоящая работа направлена на исследование влияния степени износа инструмента на акустические характеристики шлифования при применении шлифовальных кругов различного профиля. Целью работы является определение акустических параметров обработки профильным кругом с применением схемы плоского шлифования по мере его износа в сравнении с аналогичным процессом с применением круга прямого профиля. В качестве основных методов исследования используется эксперимент по изучению звуковых явлений, сопровождающих шлифование с применением кругов разного профиля. Проводится анализ акустического сигнала шлифования, анализ спектра его частотного состава. Исследуются частоты собственных колебаний шлифовальных кругов разного профиля, определяется их звуковой индекс как критерий оценки их характеристик. Проводится сравнение акустических характеристик процесса шлифования с применением шлифовальных кругов разного профиля. Используется также регрессионный анализ акустических данных, полученных в результате эксперимента. Результаты и обсуждение. Получены спектрограммы частот собственных колебаний исследуемых кругов, а также ряд спектрограмм акустического сигнала, сопровождающего процесс обработки для различных технологических условий. В результате сравнения полученных спектрограмм были определены информативные частоты процессов шлифования. Разработаны математические модели зависимости уровня звука от значения периодической вертикальной подачи St на глубину t и продолжительности обработки Т. Установлено, что значение периодической вертикальной подачи на глубину t имеет большее влияние на акустический показатель по сравнению с продолжительностью обработки. Практическая значимость и перспективность результатов работы заключается в возможности повышения эффективности процессов профильного шлифования за счет рационального использования ресурса работоспособности инструмента. Для цитирования: Ардашев Д.В., Жуков А.С. Исследование взаимосвязи режущей способности инструмента с параметрами акустического сигнала в процессе профильного шлифования // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 64–83. – DOI: 10.17212/1994-6309-2022-24.4-64-83. ______ *Адрес для переписки Жуков Александр Сергеевич, аспирант Южно-Уральский государственный университет, пр. Ленина, 76, 454080, г. Челябинск, Россия Тел.: 8 (351) 272-32-94, e-mail: zhukovas@susu.ru Введение Контроль состояния инструмента (tool condition monitoring – TCM) является одним из важнейших элементов в интеллектуальных системах автоматизации процессов механической обработки [1]. Неизбежный износ инструмента, сопутствующий такой обработке, зависит от ее технологических условий и оказывает непосредственное влияние на свойства конечного продукта. Поэтому отслеживание параметров износа и точное определение текущей работоспособности инструмента выходят на первый план в вопросах, касающихся обеспечения качества продукции.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1