Information properties of vibroacoustic emission in diagnostic systems for cutting tool wear

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 3 2025 54 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ сие асимптотически устойчиво, то силами Ô в модели (1) можно пренебречь. Тогда основными параметрами, влияющими на формирование спектров, являются вариации ρ и (0) T . Рассмотрим точение вала диаметром D = 84,0 мм из стали 10ГН2МФА. Исследования выполнялись в рамках реализации хоздоговора с заводом «Атоммаш» (г. Волгодонск). Условия обработки базируются на технологическом процессе изготовления реальной детали типа «патрубок» для получистового точения. Технологические режимы: подача (0) 0,1 P S = мм; глубина (0) 2, 0 P t = мм и скорость резания (0) (0,5 3,8) P V = … м/с. При исследовании диапазон скорости резания брался расширенным для получения более полной информации о диагностических признаках в сигналах ВАЭ. Обработка велась на модернизированном станке 1К62, снабженном регулируемыми приводами шпинделя и подачи. Вместо суппорта установлена измерительная система STD.201-1 для определения сил, вибрации и температуры. Параметры даны в табл. 1. Обобщенная масса 0, 015 m= кг ∙ с2/мм. Параметры динамической связи приведены в табл. 2. Резонансные частоты Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Матрицы скоростных коэффициентов и упругости подсистемы инструмента Matrices of speed coeffi cients and elasticity of the tool subsystem 1,1, ñ кг/мм 2,2, ñ кг/мм 3,3, ñ кг/мм 1,1, h кг ∙ с/мм 2,2, h кг ∙ с/мм 3,3, h кг ∙ с/мм 4500 1500 750 1,3 1,1 0,8 1,2 2,1, ñ ñ = кг/мм 1,3 3,1, ñ ñ = кг/мм 2,3 3,2, ñ ñ = кг/мм 1,2 2,1, h h = кг ∙ с/мм 1,3 3,1, h h = кг ∙ с/мм 2,3 3,2, h h = кг ∙ с/мм 200 150 80 0,6 0,5 0,4 Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Параметры динамической связи Dynamic coupling parameters , ρ кг/мм2 Ô, ρ кг/мм c 1 , − Ω c (0) 0 , T ς T k ( ) S k , с/м 1 χ 2 χ 3 χ 100…1000 20 5…50 0,0001 1…7 0,2 0,1 0,4 0,51 0,76 подсистемы инструмента: 0,1 130 Ω = , 0,1 174 Ω = , 0,1 236 Ω = Гц. Будем изучать спектры на основе численного моделирования в программном комплексе MATLAB – Simulink, а также экспериментально на основе прямого измерения ВАЭ в процессе резания. Рассмотрим спектры колебаний деформаций (3) X ∈ ℜ X , вычисленные как реакции на «белый» шум. Спектры на рис. 2, а, б отличаются от спектров на рис. 2, в угловыми коэффициентами 1 2 3 { , , } T = χ χ χ χ . Примеры подобраны так, чтобы отобразить следующие свойства спектров колебаний. 1. В спектрах можно выделить резонансы (показаны круглыми незатемненными точками) и антирезонансы (показаны затемненными точками). В реальных системах они остаются практически неизменными при вариациях параметров формируемой процессом резания динамической связи. 2. При кинематических возмущениях (рис. 2, а) на спектры накладываются периодические всплески. Расстояние между ними равны частоте вращения заготовки. При силовых воз-

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1