OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 115 EQUIPMENT. INSTRUMENTS физико-механических взаимодействий в зоне резания. В частотном диапазоне 10…2000 Гц изучаются изменения макровзаимодействий, а в частотном диапазоне 20…600 кГц отображаются процессы микроконтактных взаимодействий на гранях инструмента и в области первичной пластической деформации. Самостоятельное значение имеет оценивание состояния узлов трения, в том числе в контакте задней грани инструмента и заготовки [20, 21]. Отмечается, что развитие износа вызывает изменение статистических свойств ВАЭ в узле трения. Выполнены исследования, направленные на оценивание состояния узлов станка по сигналу вибраций при резании [22, 23], а также качества изготовления деталей [24, 25]. Особое внимание уделяется оцениванию износа инструмента [26–29]. Рассматриваются измерительные преобразователи для анализа вибраций динамической системы резания (ДСР), а также пьезоэлектрические преобразователи [26, 27], лазерные системы [28, 29], бесконтактные электрические преобразователи, например магнитоэлектрические, индукционные, емкостные и пр. Построение систем диагностики включает в себя методы первичной обработки сигналов и построение информационного пространства, в котором рассматриваются решающие правила распознавания. Как правило, применяются преобразование Фурье [26–28] и вейвлет-преобразования [29] вибрационных последовательностей, авторегрессионный спектральный анализ [2, 30–33], различные функционалы над последовательностями, в том числе алгоритмы обучаемых фильтров и самонастраивающиеся алгоритмы [34–36]. Используется также преобразование Гильберта – Хуанга [43]. Эти преобразования определяют первичную обработку информации. В дальнейшем для получения информационной модели используются алгоритмы нейро-нечеткого моделирования [29] и байесовские классификационные правила [14, 37]. Рассматривается повышение эффективности диагностирования за счет комплексирования сигналов различной физической природы [38–42]. Здесь широкое распространение получили системы совместной обработки информации о силах и ВАЭ [38, 39], а также о температуре и ВАЭ [40, 41]. Во всех случаях при разработке систем виброакустической диагностики рассматриваются две проблемы. Первая проблема связана с построением информационного пространства, вторая – с определением правил, с помощью которых в информационном пространстве можно обеспечить кластеризацию по признаку износа. Поэтому интуитивно или экспериментально анализируется зависимость ДСР от износа. Моделированию ДСР посвящено множество исследований. Она рассматривается как единство взаимодействующих через резание подсистем [44–47]. Взаимодействие моделируется динамической связью, представляющей зависимость сил от координат состояния [45, 46], прежде всего от упругих деформаций [6, 17, 24, 25]. При этом учитывается регенерация следа от деформаций, оставленного на предыдущем обороте заготовки [48–50], запаздывание сил по отношению к деформациям [45, 51, 52] и нелинейная зависимость сил от координат состояния [52–54]. Приведенный перечень далеко не исчерпывает исследования в области ДСР. Отметим, что в этих исследованиях основное внимание уделено проблеме устойчивости, формированию притягивающих множеств деформаций, их бифуркациям и др. Однако при решении проблем диагностирования необходимо рассматривать ДСР как канал для передачи информации о силовых взаимодействиях, в которых проявляются свойства возмущения, зависящего от износа. Причем свойства этого канала также зависят от износа, поскольку изменение износа вызывает изменение параметров формируемой резанием динамической связи. Имеется работа, в которой описано влияние флуктуации параметров на устойчивость ДСР [55]. Однако изменения этих параметров рассматриваются в квазистатике, и не раскрывается их связь с износом. Анализ показывает, что следующий этап изучения методов динамического мониторинга износа связан с решением двух проблем. Во-первых, необходимо проанализировать частотные свойства ДСР как канала, по которому передается информация о силовых взаимодействиях, например, в области задней грани инструмента. Причем частотные свойства этого канала зависят от износа, они влияют и на помехозащищенность передачи информации об износе. Во-вторых, необходимо привести модели самой силовой эмиссии с учетом ее зависимости от износа. Эти две проблемы и определяют цель исследований, приведенных в статье.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1